1、1例题3大体积混凝土水化热分析例题 大体积混凝土水化热分析2例题. 大体积混凝土水化热分析概要此例题将介绍利用MIDAS/Gen做大体积混凝土水化热分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。此例题的步骤如下：1. 简要2. 设定操作环境及定义材料3. 定义材料时间依存特性4. 建立实体模型5. 组的定义6. 定义边界条件7. 输入水化热分析控制数据8. 输入环境温度9. 输入对流函数10. 定义单元对流边界11. 定义固定温度12. 输入热源函数及分配热源13. 输入管冷数据14. 定义施工阶段15. 运行分析16. 查看结果例题 大体积混凝土水化热分析31.简要本例题介绍使用MIDAS/Gen
2、 的水化热模块来进行大体积混凝土水化热分析的方法。例题模型为板式基础结构，对于浇筑混凝土后的1000个小时进行了水化热分析，其中管冷作用于前100个小时。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 地 基 ： 17.6 x 12.8 x 2.4 m 板 式 基 础 ： 11.2 x 8.0 x 1.8 m 水 泥 种 类 ： 低 热 硅 酸 盐 水 泥 （ Type IV）图 1 分析模型地基 板式基础 1/4模型 例题 大体积混凝土水化热分析42.设定操作环境及定义材料在建立模型之前先设定环境及定义材料1. 主菜单选择 文件 新项目2. 主菜单选择 文件 保存 ：输入文件名并保存3. 主菜单选择
3、 工具 单位体系 ：长度 m，力 kN图 2 定义单位体系4. 主菜单选择 模型 材料和截面特性 材料 ：添加：定义新材料材料号：1 名称：基础 规范：GB(RC) 混凝土：C30 材料类型：各向同性材料号：2 名称：地基 设计类型：用户定义 材料类型：各向同性弹性模量：1e6 泊松比：0.2 线膨胀系数：1e-5 容重：18 5. 主菜单选择 工具 单位体系 ： 长度 m， 力 kgf，热度 kcal6. 主菜单选择 模型 材料和截面特性 材料 ：注：也可以通过程序右下角随时更改单位。例题 大体积混凝土水化热分析5编辑：修改材料热特性数据基础 比热：0.25 热传导率：2.3地基 比热：0.
4、2 热传导率：1.7图 3 定义材料3.定义材料时间依存特性1. 主菜单选择 模型 材料和截面特性 时间依存性材料（抗压强度） ：添加：定义基础的时间依存特性例题 大体积混凝土水化热分析6名称：强度发展 类型：设计规范 规范：ACI 混凝土28天抗压强度：3e4 KN/m 2 混凝土抗压强度系数a 4.5 b 0.95 2. 主菜单选择 模型 材料和截面特性 时间依存性材料连接 ：强度进展：强度发展 选择指定的材料：1.基础 添加图 4 定义材料时间依存特性图 5 时间依存性材料连接4.建立实体模型1. 主菜单选择 模型 节点 建立 ：注：材料的收缩徐变特性在水化热分析控制中定义。例题 大体积
5、混凝土水化热分析7坐标1（0 0 0） 2（8.8 0 0） 3（8.8 6.4 0） 4（0 6.4 0）2. 主菜单选择 主菜单选择 模型 单元 建立 ：单元类型：板 4节点 类型：厚板 材料：1:基础 厚度：1节点连接：1 2 3 43. 主菜单选择 主菜单选择 模型 单元 扩展 ：选择板单元扩展类型：平面单元实体单元 目标：删除 单元类型：实体单元 材料：1:基础 生成形式：复制和移动 复制和移动：等间距 dxdydz：0 0 4.2 复制次数：1图 6 生成节点和临时板单元图 7 生成实体模型单元细分及部分单元删除：注：此处无需定义真实板厚，只是用于扩展成实体单元。例题 大体积混凝土
6、水化热分析81. 主菜单选择 模型 单元 分割 ：选择实体单元单元类型：实体单元 等间距 x 11 y 8 z 7 2. 主菜单选择 模型 单元 删除 ：选择Front view中单元 类型：选择 包括自由节点 选择Left view中单元 类型：选择 包括自由节点图 8 单元细分及部分单元删除单元进一步细分：Front view Left view例题 大体积混凝土水化热分析9主菜单选择 模型 单元 分割 ：选择Front view中实体单元单元类型：实体单元 等间距 x 2 y 1 z 1 选择Front view中实体单元单元类型：实体单元 等间距 x 1 y 2 z 1 选择Left
7、view中实体单元单元类型：实体单元 等间距 x 1 y 1 z 2 选择Left view中实体单元图 9 生成最终实体模型修改地基材料：Front view Left viewLeft view注：模型几何形状、边界、荷载均对称，所以此处取1/4模型来模拟。例题 大体积混凝土水化热分析10主菜单选择 模型 单元 修改单元参数参数类型：材料号 形式：分配 定义 2:地基 选中图中下部单元图 10 修改地基材料特性5.组的定义主菜单选择 模型 组 定义结构组 ： 名称：基础 添加 名称：地基 添加在模型窗口中利用拖放功能分配各个组的单元图 11 定义结构组及分配单元1：主菜单选择 模型 组 定
8、义边界组 ： 名称：约束条件 添加 名称：对称条件 添加 名称：固定温度条件 添加 例题 大体积混凝土水化热分析11名称：对流边界 添加6.定义边界条件1. 主菜单选择 窗口 新窗口2. 主菜单选择 窗口 水平排序3. 主菜单选择 模型 边界条件 一般支承 ：边界组名称：约束条件 添加 D-all 图 12 定义约束条件主菜单选择 模型 边界条件 一般支承 ：边界组名称：对称条件 添加 Dx 选择Front view中单元注：实体单元每个节点只有三个平动自由度。Front viewLeft view例题 大体积混凝土水化热分析12边界组名称：对称条件 添加 Dy 选择Left view中单元
9、图 13 定义对称条件7.输入水化热分析控制数据主菜单选择 分析 水化热分析控制 ：最终施工阶段：最后施工阶段 积分系数：0.5 初始温度：20 oc单元应力输出位置：高斯点 类型：徐变和收缩 徐变计算方法：有效系数phi1：0.73 t5 使用等效材龄和温度 自重系数：-1 图 14 输入水化热分析控制数据注：这里取1/4模型需输入对称边界条件。Front view Left view例题 大体积混凝土水化热分析138.输入环境温度主菜单选择 荷载 水化热分析数据 环境温度函数 ：函数名称：环境温度 函数类型：常量 温度：20 oc图 15 输入环境温度函数9.输入对流函数主菜单选择 荷载
10、水化热分析数据 对流系数函数 ：函数名称：对流系数 函数类型：常量 对流系数：12 kcal/m 2*hr*C例题 大体积混凝土水化热分析14图 16 输入对流系数函数10.定义单元对流边界1. 主菜单选择 窗口 新窗口2. 主菜单选择 窗口 水平排序3. 主菜单选择 荷载 水化热分析数据 单元对流边界 ：边界组名称：对流边界 对流系数函数：对流系数 环境温度函数：环境温度 选择：根据选择的节点图 17 定义单元对流边界11.定义固定温度主菜单选择 荷载 水化热分析数据 固定温度 ：边界组名称：固定温度条件 温度：20 oc例题 大体积混凝土水化热分析15图 18 定义固定温度12.输入热源函
11、数及分配热源 1. 主菜单选择 荷载 水化热分析数据 热源函数 ：函数名称：热源函数 函数类型：设计标准 最大绝热温升：41 导温系数：7592. 主菜单选择 荷载 水化热分析数据 分配热源 ：热源：热源函数 图 19 定义热源函数Front view Left view 例题 大体积混凝土水化热分析16图 20 分配热源13.输入管冷数据 这里假设把冷却管设置在距基础底部0.9m高的位置。为了输入数据的方便，将相应位置的节点选择后激活。主菜单选择 荷载 水化热分析数据 管冷 ：名称：管冷 比热：1 kcal*g/KN*C 容重：1000 KN/m 3 流入温度：15C流量：1.2 m 3/h
12、r 流入时间：开始 CS1 0 hr 结束 CS1 100 hr管径：0.027 m 对流系数：319.55 kcal/m 2*hr*C 选择：两点图 21 激活管冷节点例题 大体积混凝土水化热分析17图 22 定义管冷14.定义施工阶段主菜单选择 荷载 水化热分析数据 定义水化热分析施工阶段 ：名称：CS1 初始温度：20 oc 时间：10 20 30 45 60 80 100 130 170 250 350 500 700 1000 添加单元：地基 基础 边界：约束条件 对称条件 固定温度条件 对流边界图 23 定义施工阶段例题 大体积混凝土水化热分析1815.运行分析主菜单选择 分析 运行分析16.查看结果主菜单选择 结果 水化热分析 温度图 24 温度分布主菜单选择 结果 分析结果表格 水化热分析 管冷节点温度图 25 管冷冷却水的温度变化表格例题 大体积混凝土水化热分析19主菜单选择 结果 水化热分析 应力图 26 应力分布主菜单选择 结果 水化热分析 图表图 27 混凝土内部时程应力图表
