水化熱參數(shù)化分析

1、midas FEA Training Series水化熱參數(shù)化分析midas FEA Training Series一概要1. 水化熱分析澆筑混凝土?xí)r，水泥在水化過程中產(chǎn)生大量熱量會使混凝土的溫度升高。雖然隨時(shí)間的推移混凝土的溫度會慢慢冷卻，但結(jié)構(gòu)各個(gè)位置的溫度下降速度不均勻，結(jié)構(gòu)不同位置將發(fā)生相對溫差，此溫差會使混凝土發(fā)生溫度應(yīng)力。溫度裂縫發(fā)生類型混凝土澆筑初期，因內(nèi)部溫度升高將發(fā)生膨脹，但混凝土表面的溫度下降較快，相對應(yīng)變較小，從而使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力?；炷羶?nèi)部不同的溫度分布引起的不同的體積變化而導(dǎo)致的應(yīng)力稱為內(nèi)部約束應(yīng)力。此類拉應(yīng)力裂縫主要發(fā)生在構(gòu)件尺寸比較大的結(jié)構(gòu)。| 內(nèi)部約束產(chǎn)生

2、的裂縫（放熱時(shí)）| 外部約束產(chǎn)生的裂縫（冷卻時(shí)）| 混凝土在高溫狀態(tài)下溫度下降會發(fā)生收縮，但受到與其接觸的已澆筑混凝土或者地基等的約束而產(chǎn)生的拉力，像這樣變形受外部邊界約束的狀態(tài)稱為外部約束。此類應(yīng)力主要發(fā)生在像墻這樣約束度比較大的結(jié)構(gòu)中。 利用溫度裂縫指數(shù)預(yù)測溫度裂縫韓國混凝土規(guī)范中使用溫度裂縫指數(shù)（抗拉強(qiáng)度與發(fā)生的溫度應(yīng)力之比）i 值預(yù)測是否發(fā)生裂縫。一般采用下面的值。 |溫度裂縫指數(shù)與裂縫發(fā)生幾率 |裂縫指數(shù)(i) =混凝土抗拉強(qiáng)度發(fā)生的溫度應(yīng)力 防止裂縫發(fā)生時(shí)：1.5 以上 限制裂縫發(fā)生時(shí)：1.2 1.5 限制有害裂縫發(fā)生時(shí)：0.7 1.2FEA程序的水化熱分析水化熱分析主要分為熱傳導(dǎo)

3、分析和熱應(yīng)力分析。. 熱傳導(dǎo)分析主要計(jì)算水泥的水化過程中發(fā)熱、傳導(dǎo)、對流等引起的隨時(shí)間變化的節(jié)點(diǎn)溫度。將得到的節(jié)點(diǎn)溫度作為荷載加載后，計(jì)算隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力分析。 因此通過查看溫度分布可以看出輸入數(shù)據(jù)是否有誤，如果溫度分布沒有問題可說明輸出的應(yīng)力結(jié)果也是正確的。 2. 水化熱參數(shù)化分析 輸入混凝土的散熱特性及澆筑條件等混凝土的溫度應(yīng)力裂縫指數(shù) OK?ENDYesNo水化熱分析必須進(jìn)行反復(fù)計(jì)算大體積混凝土的溫度裂縫可以利用溫度裂縫指數(shù)(Crack Ratio, Icr) 來驗(yàn)算。溫度裂縫指數(shù)要滿足結(jié)構(gòu)的重要性、功能、環(huán)境條件等因素的要求。 溫度裂縫指數(shù)受水泥的類型、澆筑溫度、養(yǎng)生方法等多

4、因素的影響，所以需要對多種條件進(jìn)行反復(fù)分析以找出最佳的澆筑方法。 參數(shù)化分析功能為比較多種條件的分析結(jié)果需要建立多個(gè)模型進(jìn)行分析，分析結(jié)束后需要整理大量的分析結(jié)果、還要進(jìn)行結(jié)果保存、對比等工作。 通過FEA的水化熱參數(shù)化分析功能，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)模型多種條件分析?？梢源蟠鬁p少單純繁瑣的反復(fù)分析過程，從而提高工作效率。參數(shù)化分析的使用方法首先建立一個(gè)基本模型，在基本模型里使用替換變量的方式定義分析工況。下圖是把材料作為變量條件的示例，“Case I”為將混凝土C24變更為C30的工況，“Case II”為將混凝土C35變更為C40的工況。 | 參數(shù)化分析的構(gòu)成 |參數(shù)化分析里可以考慮的變量在水化熱參

5、數(shù)化分析的功能里可以調(diào)整的變量有五個(gè)，較常用的調(diào)整方法具體如下。 施工階段： 降低澆筑高度縮小各階段的溫度差。澆筑間距過小的話很難達(dá)到分段澆筑的效果，但如果太大分界面會產(chǎn)生較大的溫差。. 對流邊界：對流系數(shù)較低時(shí)，熱量不容易對外流失，可以減少內(nèi)外溫差。 材料：使用彈性模量大的材料時(shí)，抗拉強(qiáng)度也較大，可增大裂縫指數(shù)。 發(fā)熱特性：是變量中最為敏感的因素, 定義水化過程中發(fā)生的熱量。 是否考慮自重：使混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力的荷載，在一定程度上可以減少拉應(yīng)力，但效果不明顯。74二建立基本模型1. 結(jié)構(gòu)分析所需的數(shù)據(jù)水化熱參數(shù)化分析如前面圖形所示。首先建立基本模型，通過在基本模型里定義“Used”和“New”

6、的對應(yīng)關(guān)系來定義分析工況。 | 進(jìn)行參數(shù)化分析時(shí)輸入變量的示意圖|但是利用這種方法很難輸入多個(gè)變量，雖然輸入熱源函數(shù)或?qū)α飨禂?shù)函數(shù)很簡單，但反復(fù)定義施工階段和對流邊界面的過程較繁瑣。 為避免這種繁瑣的定義過程，在定義水化熱分析變量時(shí)，先不定義此兩項(xiàng)。而是先定義階段工況，即按不同的施工方案定義不同的施工階段工況，然后再對不同的階段工況定義各自的材料、對流系數(shù)等。| 進(jìn)行參數(shù)化分析所輸入的數(shù)據(jù) |1) 建立模型此操作例題主要介紹“水化熱參數(shù)化分析”的方法，僅對于相關(guān)變量的輸入、各種分析條件的定義、查看分析結(jié)果部分進(jìn)行詳細(xì)說明。導(dǎo)入附件里的“HYD_Pier_Mesh.feb” 模型文件。n

7、88; 對稱模型施工階段水化熱分析模型一般單元數(shù)量較多，所以分析所需的時(shí)間也較長，而且還要進(jìn)行多條件分析工況的分析，所以需要更多的分析時(shí)間。如果模型屬于對稱模型，可以只建立¼模型以減少分析時(shí)間。 這樣不但可以減少分析時(shí)間也有利于查看模型中心部位的分析結(jié)果。2) 特性1. 單位體系 :確認(rèn)指定為 (N, m, J)分析 > 分析控制.操作步驟Procedure1分析 > 時(shí)間依存性材料> 徐變/收縮操作步驟Procedure1. 名稱 : (C30)2. 規(guī)范 : (中國(JTG D62-2004)3. 混凝土28天材齡抗壓強(qiáng)度 : (3.0e7)4. 點(diǎn)擊 適用5.

8、 名稱 : (C45)6. 混凝土28天材齡抗壓強(qiáng)度 : (4.5e7)7. 點(diǎn)擊 確認(rèn)時(shí)間依存材料特性在FEA里可以考慮徐變/收縮特性和混凝土的抗壓強(qiáng)度變化。 徐變計(jì)算方法可以選擇用戶定義或者使用規(guī)范的計(jì)算方法。 彈性模量折減方法是假設(shè)發(fā)生徐變，然后折減混凝土彈性模量的簡易計(jì)算方法，一般的水化熱分析里均使用這種方法。因彈性模量折減方法只適用于水化熱分析，為了避免在一般的施工階段分析中誤用，在水化熱分析控制里單獨(dú)定義。 采用彈性模量折減方法時(shí)，為了要指定計(jì)算徐變的單元（通過材料對話框中的相應(yīng)選項(xiàng)將徐變函數(shù)與材料連接起來，然后通過給單元賦予材料將徐變函數(shù)與單元連接起來），需要任意定義一個(gè)徐變計(jì)算

9、方法，但在這里定義的徐變計(jì)算方法并不參與水化熱分析的徐變的計(jì)算。操作步驟分析 > 時(shí)間依存性材料 > 抗壓強(qiáng)度Procedure1. 名稱 : (C30_Normal)2. 類型 : 設(shè)計(jì)規(guī)范3. 規(guī)范 : ACI4. 混凝土28天抗壓強(qiáng)度 (f28) : (3.0e7)5. a : (4.5)6. b : (0.95)7. 點(diǎn)擊適用8. 重復(fù)上面的步驟定義C45_Normal 的強(qiáng)度發(fā)展函數(shù)。計(jì)算裂縫指數(shù)用的抗拉強(qiáng)度類型里選擇“用戶定義”后，用戶可以通過表格自定義隨時(shí)間變化的彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。 選擇“設(shè)計(jì)規(guī)范”時(shí)，利用規(guī)范提供的公式計(jì)算彈性模量和抗拉強(qiáng)度。 利用抗拉強(qiáng)

10、度計(jì)算溫度裂縫指數(shù)。 混凝土抗壓強(qiáng)度系數(shù)與水泥的種類有關(guān)，一般硅酸鹽水泥a為4.5, b為0.95。 序列號名稱抗壓強(qiáng)度ab1C30_Normal3.0e74.50.952C45_Normal4.5e74.50.951. 名稱 : (Soil)2. 彈性模量 : (1e7)3. 泊松比 : (0.2)4. 膨脹系數(shù). : (1e-5)5. 重量密度 : (26000)6. 點(diǎn)擊 適用7. 參考下表輸入C30_Normal和C45_Normal特性。分析 > 材料過程Procedure序列號名稱彈性模量泊松比膨脹系數(shù)重量密度徐變/收縮抗壓強(qiáng)度1Soil1e70.21e-526000-2C3

11、0_Normal3.0e100.21e-524517C30C30_Normal3C45_Normal3.35e100.21e-524517C45C45_Normal分析 > 特性操作步驟1. 點(diǎn)擊 下拉菜單選擇3D。2. 參考下表定義三個(gè)特性。Procedure2序列號名稱材料1Soil1: Soil2Foundation2: C30_Normal3Pier3: C45_Normal1. 點(diǎn)擊 “前視圖”2. 特性 : (3D)3. 選擇 “1:Soil”4. 選擇 “3D Element(R)5. 選擇地基1710個(gè)單元6. 點(diǎn)擊適用7. 重復(fù)上述過程定義基礎(chǔ)和橋墩的特性。分析 >

12、; 材料Procedure操作步驟145 地基-1: Soil 基礎(chǔ)-2: Foundation 橋墩-3: Pier3) 邊界條件分析 > 邊界條件 > 約束操作步驟Procedure1. 點(diǎn)擊 “前視圖”2. 邊界組 : Sym3. 選擇Y-Z 對稱面上的360個(gè)節(jié)點(diǎn)4. DOF : (T1)5. 點(diǎn)擊 適用6. 點(diǎn)擊 “左視圖”7. 選擇X-Z對稱面上的705個(gè)節(jié)點(diǎn)8. 自由度 : (T2)9. 點(diǎn)擊確認(rèn)對稱面邊界條件對于Y-Z平面上的所有節(jié)點(diǎn)約束DX。37需要查看輸入的對稱邊界條件時(shí)，可將網(wǎng)格顯示為特征邊線后查看。如下圖所示。分析 > 邊界 > 約束操作步驟Pr

13、ocedure1. 邊界組 : Support2. 點(diǎn)擊 “前視圖”3. 選擇地基的外部輪廓4. 點(diǎn)擊 “左視圖”5. 選擇地基的外部輪廓6. 自由度 : (T1, T2, T3)實(shí)體單元沒有旋轉(zhuǎn)自由度所以只選擇上述三個(gè)自由度。 7. 點(diǎn)擊確認(rèn)固結(jié)邊界條件水化熱分析模型里建立地基時(shí)，一般將地基下部的邊界條件設(shè)為完全固結(jié)。混凝土產(chǎn)生的熱量將充分地傳遞給地基，后續(xù)不再傳遞溫度，也不存在溫差，所以也不會發(fā)生相對位移。為了讓混凝土產(chǎn)生的熱量充分地傳遞給地基，需要建立足夠大的地基模型。 552. 熱傳導(dǎo)分析所需的數(shù)據(jù)1) 材料的熱特性數(shù)據(jù)定義水化過程產(chǎn)生的熱傳遞的特性。模型單元內(nèi)的熱傳導(dǎo)由比熱和熱傳導(dǎo)率

14、確定，單元外的散熱由下一節(jié)定義的對流系數(shù)來確定。分析 > 材料操作步驟1. 定義的材料列表里選擇1:Soil 2. 點(diǎn)擊 修改3. 點(diǎn)擊 熱工參數(shù)4. 傳導(dǎo)率 : (3.45)5. 比熱 : (784)6. 點(diǎn)擊 確認(rèn)7. 參考下表輸入混凝土的熱特性值。Procedure| 一般巖體和混凝土的熱工系數(shù) |熱傳導(dǎo)率 (W / m2 ·°C)比熱 (kJ / kg · °C)巖體1.7 5.20.71 0.88混凝土2.6 2.81.05 1.26| 熱工特性 |序列號材料名稱熱傳導(dǎo)率比熱1Soil3.457842C30_Normal2.711763C

15、45_Normal2.711762) 固定溫度為了定義實(shí)體單元表面與外界的熱傳遞關(guān)系，需要定義相應(yīng)的對流邊界條件。 固定溫度邊界、對流邊界、絕熱邊界如下圖所示。對流邊界（熱傳導(dǎo)邊界）通過對流系數(shù)定義各時(shí)刻與外部交換的熱量。對于不同的模板輸入不同的對流系數(shù)。固定溫度隔熱邊界對流邊界絕熱邊界輸入DX，DY對稱邊界的部分。不輸入與外界的熱傳遞關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)認(rèn)為是絕熱邊界。僅單元內(nèi)部進(jìn)行熱傳遞，不對外散熱。 固定溫度邊界固定溫度邊界條件意味著該邊界處的溫度為恒定值，不隨時(shí)間發(fā)生變化，該邊界處輸入的溫度會一直不變。 1. 邊界組 : (Prescribed Temp)2. 點(diǎn)擊 “前視圖”3. 選擇地

16、基的外部輪廓4. 點(diǎn)擊 “左視圖”5. 選擇地基的外部輪廓6. 溫度 : (20)7. 點(diǎn)擊 確認(rèn)分析 > 水化熱分析 > 強(qiáng)制溫度操作步驟Procedure3) 發(fā)熱特性輸入混凝土的絕熱溫度上升曲線。 混凝土的發(fā)熱特性應(yīng)根據(jù)材料配合比條件不同會有所不同，所以對于實(shí)際工程項(xiàng)目要進(jìn)行絕熱溫度上升試驗(yàn)，然后在自定義類型里輸入實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。 沒有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可以根據(jù)混凝土規(guī)范里的說明輸入數(shù)據(jù)。分析 >水化熱 > 熱源操作步驟1. H/S 荷載組 : (Heat)2. 點(diǎn)擊“前視圖”3. 選擇混凝土的3549個(gè)單元4. 點(diǎn)擊 “ 熱源函數(shù)”5. 函數(shù)名稱 : (Normal)6.

17、 勾選 “設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”7. 水泥類型 : (普通硅酸鹽水泥)8. 溫度 : (20)9. 單位體積水泥用量. : (320)10. 點(diǎn)擊 確認(rèn), 點(diǎn)擊 確認(rèn)Procedure三輸入?yún)?shù)1. 發(fā)熱特性此操作例題里定義了四個(gè)工況，工況中調(diào)整了施工階段、熱源函數(shù)、對流系數(shù)。下邊的表格里標(biāo)記為-的使用與Control Group相同的條件。 | 工況 |序列號工況施工階段發(fā)熱函數(shù)對流系數(shù)1Control group4段分段澆筑普通硅酸鹽水泥鋼模板2Stage9段分段澆筑-3Heat-低熱硅酸鹽水泥-4Convection-模板1) 發(fā)熱函數(shù)2: Stage 工況里添加要查看的低熱水泥的發(fā)熱函數(shù)。 1.

18、名稱 : (Low Heat)2. 函數(shù)類型 : 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.最大絕熱溫度升高 (K) : (34.2)4. 導(dǎo)溫系數(shù)(a) : (0.103)5. 點(diǎn)擊重畫6. 點(diǎn)擊確認(rèn)分析 > 水化熱分析 > 熱源函數(shù)操作步驟Procedure| K和a的標(biāo)準(zhǔn)值 |水泥澆筑溫度K(C) = aC+ba(C) = gC+habg( X 10e-3)h低熱硅酸鹽水泥100.1031.90.180.229200.1002.20.320.225300.0962.60.620.2182) 材料材料種類不同時(shí)，其抗壓強(qiáng)度的發(fā)展特性也有所不同，所以需要定義新的抗壓強(qiáng)度發(fā)展函數(shù)分析 > 時(shí)間依存材料 &

19、gt; 抗壓強(qiáng)度操作步驟1. 名稱 : (C30_Low Heat)2. 規(guī)范 : (ACI)3. 混凝土28天抗壓強(qiáng)度 : (3.0e7)4. a : (16.2)5. b : (0.82)6. 點(diǎn)擊 適用7. 重復(fù)上述過程定義“C45_Low Heat”的強(qiáng)度發(fā)展函數(shù)。 Procedure| 強(qiáng)度發(fā)展系數(shù) |水泥的種類abd(28)普通硅酸鹽水泥4.50.951.11中熱硅酸鹽水泥6.20.931.15高早強(qiáng)硅酸鹽水泥2.90.971.07粉煤灰水泥B類型(含有20%)7.90.901.40低熱硅酸鹽水泥16.20.821.4操作步驟Procedure分析 > 材料1. 在列表里選擇

20、“2:C30_Normal” 2. 點(diǎn)擊 復(fù)制3. 列表里選擇“4:C30_Normal” 4. 點(diǎn)擊修改5. 名稱: (C30_Low Heat)6. 抗壓強(qiáng)度 : (C30_Low Heat)7. 點(diǎn)擊 確認(rèn)8. 重復(fù)上述過程定義低熱硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展特性“C45_Low Heat” 材料。2. 對流邊界結(jié)構(gòu)溫度由高溫部位向低溫部位傳遞，傳遞的熱量根據(jù)對流系數(shù)確定。 混凝土內(nèi)部溫度外部溫度對流系數(shù)混凝土的內(nèi)部溫度由程序自動(dòng)計(jì)算，但“外部溫度”、“對流系數(shù)”以及“對流邊界面”需要用戶定義。 此例題對于如下圖所示的兩個(gè)工況設(shè)置不同的對流邊界條件，然后對分析結(jié)果進(jìn)行比較。1: Control

21、group4: Convection外部接觸面鋼模板模板1) 定義外部溫度函數(shù)1. 名稱 : (Ambient Temp.)2. 函數(shù)類型 : (常量)3. 溫度 : (20)4. 點(diǎn)擊 : 確認(rèn) 分析 > 水化熱 > 環(huán)境溫度函數(shù)操作步驟Procedure隨季節(jié)變化的溫度變化像大壩、煤氣倉等大規(guī)?；炷两Y(jié)構(gòu)需要較長時(shí)間的澆筑施工，此時(shí)用戶可以自定義隨季節(jié)變化的外部溫度曲線。 2) 定義對流邊界函數(shù)1. 名稱 : (Form_A)2. 函數(shù)類型 : (常量)3. 對流系數(shù) : (14)4. 點(diǎn)擊 適用 5. 參照對流系數(shù)表格定義模板和外部接觸面的對流系數(shù) 水化熱分析 > 單元

22、對流邊界操作步驟Procedure| 對流系數(shù) |名稱對流系數(shù)鋼模板 (Form_A)14模板 (Form_B)6外部接觸面 (Exposed Surface)133) 對流邊界面一般水化熱分析里指定對流邊界的方法與前面定義固定溫度時(shí)的方法比較類似。 一般水化熱分析時(shí)，同時(shí)定義固定溫度和相應(yīng)的固定溫度的區(qū)域。但在FEA的水化熱參數(shù)化分析里分別定義對流系數(shù)和對流系數(shù)的區(qū)域。即，對于輸入相同對流系數(shù)的區(qū)域指定為一個(gè)對流邊界面，然后輸入多個(gè)對流系數(shù)分析后進(jìn)行結(jié)果比較。 1. 點(diǎn)擊 “前視圖”2. 確認(rèn)為1st Form 。3. 選擇混凝土部分。選擇過濾里指定為單元-面時(shí)只選中一個(gè)網(wǎng)格組內(nèi)的自由面，即

23、只選擇網(wǎng)格組的表面。 4. 點(diǎn)擊 “取消選擇”5. 調(diào)整視點(diǎn)取消選擇標(biāo)記的部分。選擇沒有對稱邊界及鋼材模板的水平面。 6. 取消選擇曲線上沒有選中的面。7. 點(diǎn)擊確認(rèn) 水化熱階段> 參數(shù)化分析設(shè)定操作步驟Procedure在同一個(gè)工況里可以輸入三個(gè)對流系數(shù)與定義對流邊界面的對話框一樣，可以對不同的兩個(gè)區(qū)域（第一對流邊界、第二對流邊界）進(jìn)行定義。 屬于對流邊界面區(qū)域（未指定固定溫度邊界或絕熱邊界的區(qū)域），未適用于第一對流邊界或第二對流邊界時(shí)，程序?qū)⑵淠J(rèn)為與大氣接觸的邊界面。水化熱參數(shù)化分析時(shí)，再同一個(gè)工況可以分別定義三個(gè)區(qū)域（第一對流邊界、第二對流邊界、大氣接觸面）的對流系數(shù)。3. 施工

24、階段“定義對流邊界面”和“定義施工階段”參數(shù)時(shí)，采用不同的方法來定義。 通過在各階段激活單元來定義施工階段在進(jìn)行水化熱分析時(shí)，一般通過激活鈍化三個(gè)組（網(wǎng)格 / 邊界 / 荷載）來定義施工階段。 對于不同的參數(shù)化分析工況需要多次重復(fù)定義施工階段，工作相當(dāng)繁瑣。且施工階段數(shù)據(jù)有變化時(shí)，還需要定義不同的網(wǎng)格組、對流邊界、邊界組等數(shù)據(jù)。 在進(jìn)行水化熱參數(shù)化分析時(shí)，為了提高工作效率，程序中添加了僅激活單元就能定義施工階段的功能。只要激活單元，相應(yīng)的邊界條件將自動(dòng)被激活。在定義工況時(shí)，還設(shè)置了考慮自重荷載的選項(xiàng)。一般在進(jìn)行水化熱分析時(shí)，很少有鈍化結(jié)構(gòu)或鈍化邊界條件的過程。所以只要考慮在哪個(gè)施工階段激活哪一

25、部分的結(jié)構(gòu)單元即可。激活單元的方法 1 輸入高度（便于建模的方法）輸入分段澆筑混凝土的高度來定義施工階段。適用于單向澆筑混凝土，且可按一定高度分段施工的結(jié)構(gòu)。 水化熱分析時(shí)，常用這種方法來定義施工階段。 例：橋墩, 基礎(chǔ) 激活單元的方法 2 輸入網(wǎng)格組（可靈活應(yīng)用的方法）如下圖所示，對于無法按照特定方向、特定高度分段施工的結(jié)構(gòu)，可采用此方法。將需要同時(shí)激活的單元定義為同一個(gè)網(wǎng)格組，在相應(yīng)的階段激活網(wǎng)格組即可。能夠定義多種水化熱施工階段。 例： 大壩, 煤氣柜Procedure1. 選擇“階段設(shè)定” 表單2. 階段名稱 : (A_5m)3. 選擇“應(yīng)用距離” 4. 參考如下對話框輸入分段澆筑數(shù)據(jù)

26、5. 點(diǎn)擊 添加6. 重復(fù)上述過程輸入“B_2m”施工階段數(shù)據(jù)水化熱分析> 水化熱參數(shù)化分析操作步驟按特定澆筑高度劃分網(wǎng)格使用“應(yīng)用距離”選項(xiàng)定義施工階段時(shí)，必須按照施工階段的特定高度劃分網(wǎng)格。 初始溫度定義混凝土的初始溫度。在相應(yīng)的階段里輸入激活單元時(shí)的溫度。 | “B_2m”的施工階段數(shù)據(jù) |StageWidthDurationInit. empStep16.51202010, 30, 50, 80, 12021.51202010, 30, 50, 80, 120321202010, 30, 50, 80, 120421202010, 30, 50, 80, 120521202010

27、, 30, 50, 80, 120621202010, 30, 50, 80, 120721202010, 30, 50, 80, 120821202010, 30, 50, 80, 12092.55002010, 30, 50, 80, 120, 180, 250, 350, 500四參數(shù)化分析1. 定義工況基本模型的工況（1：Control Group）為：“4階段分段澆筑”、“普通硅酸鹽水泥”、“鋼模板”條件。修改上述變量后進(jìn)行分析，并查看變量對結(jié)果的影響。| 定義工況 |序列號工況施工階段熱源函數(shù)對流系數(shù)1Control gr4段分段澆筑普通硅酸鹽鋼模板2Stage9段分段澆筑普通硅酸

28、鹽鋼模板3Heat4段分段澆筑普通 -> 低熱鋼模板4Convection4段分段澆筑普通硅酸鹽模板 (整體)1. 選擇“參數(shù)” 表單2. 參考表格、對話框以及幫助文件定義分析工況。 水化熱分析 > 水化熱階段參數(shù)化分析操作步驟Procedure必需輸入的參數(shù)定義各個(gè)變量工況時(shí)，還需要輸入基本模型里沒有定義的數(shù)據(jù)。即，與“階段工況”、“熱源函數(shù)組”、“對流邊界“相關(guān)的“大氣溫度”，“系數(shù)函數(shù)1”，“環(huán)境系數(shù)函數(shù)”等參數(shù)。本例題以“4階段分段澆筑”、“普通硅酸鹽水泥”、“鋼模板”條件（1：Control Group）的工況為基本模型，分別修改上述變量后進(jìn)行分析，并查看變量對結(jié)果的影響

29、。 | 各變量的輸入 |必需輸入的參數(shù)用紅色標(biāo)記的區(qū)域是必需要輸入的參數(shù)。參數(shù)化分析時(shí)，定義過程較繁瑣的施工階段和對流邊界，不在這里輸入。即，這兩項(xiàng)不包含在基本模型中，在定義工況時(shí)一定要輸入。 FEA的發(fā)熱特性作為荷載來輸入，在相應(yīng)的工況里定義熱源荷載組。1: Control Group基本模型的工況采用“4階段分段澆筑”、“普通硅酸鹽水泥”、“鋼模板”條件，然后再輸入必須輸入的參數(shù)。2: Stage所有的數(shù)據(jù)都與基本模型工況（1: Control Group）相同，僅修改施工階段數(shù)據(jù)為“2：B_2m”。 3: Heat“施工階段”、“對流邊界”與基本模型相同。 基本模型中輸入的熱源函數(shù)“1：

30、Normal”變更為“2：Low Heat”，水泥的類型變化后，其剛度發(fā)展特性也會發(fā)生變化，所以還要注意修改材料數(shù)據(jù)。4: Convection相對于基本模型僅修改“對流邊界”?；灸Ｐ椭粚Φ谝粚α鬟吔缑鎽?yīng)用了鋼模板，在此工況里對所有對流邊界應(yīng)用“Form_B”對流系數(shù)。2. 分析1. 選擇“分析” 表單2. 勾選 “有效模量”3. 運(yùn)行里確認(rèn)是否勾選了所有的工況4. 點(diǎn)擊運(yùn)行 水化熱分析> 水化熱階段參數(shù)化分析操作步驟Procedure計(jì)算徐變方法混凝土規(guī)范介紹了水化熱分析考慮徐變時(shí)的有效模量（彈性模量折減法）方法。選擇“一般”選項(xiàng)后可通過迭代計(jì)算徐變效應(yīng)，同時(shí)要在定義材料時(shí)定義徐變/

31、收縮函數(shù)。在使用“有效模量”的計(jì)算方法時(shí)，也需要定義徐變/收縮函數(shù)，這是為了僅對于與收縮/徐變函數(shù)相的構(gòu)件計(jì)算徐變而定義的。例如模型中同時(shí)有混凝土和地基時(shí)，告知程序哪一部位是混凝土材料。運(yùn)行對于勾選的多個(gè)工況進(jìn)行分析。 導(dǎo)出選擇最終工況后點(diǎn)擊，自動(dòng)生成相應(yīng)的獨(dú)立工況的水化熱模型。 五查看結(jié)果1. 溫度分析結(jié)束后，在“結(jié)果-樹形菜單”里同時(shí)查看四個(gè)工況的分析結(jié)果。首先查看基本模型的溫度情況。 1. 雙擊“溫度”輸入基本模型120小時(shí)的溫度等值線。 2. 打開“動(dòng)態(tài).”動(dòng)態(tài)按鈕打開后等值線結(jié)果將即時(shí)更新。3. 點(diǎn)擊“輸出滑動(dòng)結(jié)果”會出現(xiàn)可以調(diào)整步驟的滾動(dòng)條。 4.用鼠標(biāo)調(diào)整滾動(dòng)條或者用鍵盤的鍵可以

32、查看每個(gè)步驟的溫度結(jié)果。后處理表單 > Control group > Stage 1 Step 5(120) > 節(jié)點(diǎn)其他. 操作步驟Procedure2. 應(yīng)力1. 雙擊 “LO-SOLID, P1(V)”2. 確認(rèn) “ ” 是否亮顯 3. 點(diǎn)擊“ 輸出滑動(dòng)結(jié)果”4. 用鼠標(biāo)調(diào)整滾動(dòng)條或者用鍵盤的鍵查看每個(gè)步驟的溫度結(jié)果。 后處理表單> 傳導(dǎo)系數(shù) > Stage 1 Step 4(80) > 3D 單元應(yīng)力Procedure操作步驟允許應(yīng)力溫度裂縫指數(shù)是由發(fā)生的抗拉強(qiáng)度和溫度應(yīng)力的比值決定的。在“節(jié)點(diǎn)其他”項(xiàng)里查看計(jì)算裂縫系數(shù)所用的抗拉強(qiáng)度。計(jì)算抗拉強(qiáng)度

33、時(shí)采用隨混凝土的水化反應(yīng)程度而變化的等價(jià)材齡，有可能與抗拉強(qiáng)度發(fā)展曲線對應(yīng)的抗拉強(qiáng)度有些差異。 3. 溫度裂縫指數(shù)1. 點(diǎn)擊“前視圖”2. 選擇3291單元選擇除與地基相鄰的混凝土部分 3. 點(diǎn)擊 顯示 4. 點(diǎn)擊 關(guān)閉 網(wǎng)格 > 單元/節(jié)點(diǎn) > 顯示控制Procedure操作步驟只查看有意義的裂縫指數(shù)裂縫指數(shù)是根據(jù)抗拉強(qiáng)度和溫度應(yīng)力的比值計(jì)算的。 因?yàn)榱芽p指數(shù)是節(jié)點(diǎn)上的結(jié)果，所以在地基和混凝土的邊界面上的節(jié)點(diǎn)受地基的容許拉應(yīng)力的影響可能會輸出不真實(shí)的結(jié)果。 地基的抗拉強(qiáng)度是根據(jù)混凝土里使用的公式計(jì)算，所以輸出的結(jié)果沒什么意義。由于地基的彈性模量比混凝土的彈性模量小很多，計(jì)算的抗拉強(qiáng)度也很小。所以最不利的裂縫指數(shù)可能集中在地基和