[01277658]大体积混凝土结构裂缝控制技术实用化研究--基于数值分析和工程经验的现代大体积混凝土裂缝控制实用技术

“大体积混凝土结构裂缝控制技术实用化研究”项目经苏建计（2003）379号文批准列入江苏省2003年科技发展计划下达,编号为JS200341。在研究过程中,为更好体现成果的核心内容,进一步明确研究方法,增加副标题“基于数值分析和工程经验的现代大体积混凝土裂缝控制实用技术”。 该技术适用于建筑工程中大体积混凝土施工,控制混凝土温度、预防混凝土开裂,确保大体积混凝土施工质量。本次研究基于热传导方程、有限元基本方程、混凝土基本理论,从调查分析入手,研究了现代混凝土的特点,开发了易于操作的交互式有限元分析软件和施工期混凝土实时监控软件,进一步完善了大体积混凝土一次整浇施工工法,并应用到实际工程中,取得较好的效果。 本研究的创新和先进性为：通过深入混凝土生产企业等单位系统调查得到的第一手资料和从“中国知网”等处收集的大量现代混凝土工程裂缝控制的成功案例,首次建立了“现代混凝土裂缝控制数据库系统”,该系统包含了裂缝控制成功案例丰富的工程信息、配合比、裂缝控制措施及方便的统计功能,为日后实际工程配合比设计、抗裂措施的选择提供参考,便于施工单位尽快确定施工方案。对ANSYS的基本功能和二次开发进行了深入研究,基于ANSYS用户可扩展功能（UPFs）,首次将混凝土徐变的指数函数模型和弹性徐变方程的隐式解法引入ANSYS软件,进行了程序实现与调试,成功研制了基于ANSYS软件的考虑温度历程影响效应的混凝土早期温度场、徐变应力场计算分析模块。提出了混凝土早期裂缝控制实用技术路线,基于ANSYS二次开发,研发了一整套便于工程技术人员学习和使用的具有友好交互式中文界面的“现代混凝土早期裂缝控制仿真分析系统”,该系统具有快速有限元建模、计算、后处理功能,及温度实时监控基础上的在线分析、及时预警、报表打印功能的智能型实时监控后处理功能。 与国内同类技术相比较,本项目研究成果有以下几个特点：本研究查询了大量国内外最新文献资料,并结合研究内容深入实际,做了大量调研工作,掌握了生产实践第一手资料,并收集大量混凝土裂缝控制成功案例建立了“现代混凝土裂缝控制数据库系统”,属国内首创;基于试验研究和国内外技术资料收集分析,提出了用于混凝土徐变度估算的实用公式及大体积混凝土热、力学指标的公式,初步建立了混凝土弹性模量随龄期的发展规律,便于缺少试验资料情况下混凝土温度场、徐变应力场的有限元仿真分析时参数取用;基于ANSYS软件进行二次开发,提出考虑温度历程影响效应的混凝土早期温度场、徐变应力场计算方法,并进行了程序实现与调试,研发了ANSYS软件模拟早期混凝土温度场、徐变应力场的计算功能,属国内首创;提出了混凝土早期裂缝控制实用技术路线,基于ANSYS二次开发,为混凝土早期温度场、徐变应力场分析量身定制了快速建模、计算、后处理模块,开发了一整套便于工程技术人员学习和使用的具有友好交互式中文界面的“现代混凝土早期裂缝控制仿真分析系统”,属国内首创;形成了较完善的大体积混凝土一次整浇施工工法,从施工准备、有限元仿真、施工监控等多个方面进行大体积混凝土早期裂缝控制,全面指导施工。 研究大体积混凝土早期裂缝控制技术,对提高混凝土的耐久性有重要意义,符合建设节约型社会的要求,有利于可持续发展。本研究成果应用于实际工程,控制混凝土温度,防止混凝土早期开裂,确保施工质量,缩短施工周期,具有较高的经济效益和社会意义。