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谈控制高层建筑基础大体积混凝土裂缝施工技术摘要：本文通过工程算法计算混凝土的温控并和实 测的温值存在的偏差进行分析，以能够更好的对大体积混凝 土裂缝控制技术进行指导；运用专业的软件模拟施工的流 程，分析大体积混凝土的温度应力场与瞬态温度场，并结合 实例进行分析对比，探究大体积混凝土裂缝在高层建筑方面 的控制技术，为今后高层建筑的施工提供借鉴关键词：高层建筑；温度场；温度裂缝；大体积混凝土; 裂缝控制前言想要让大体积混凝土不会出现贯穿性的裂缝与表面裂 缝的条件为Rf大于o max,这说明了控制大体积混凝土不开 裂有两方面：①混凝土的抗拉强度比各种因素导致开裂的应 力要大；②使总温度的应力、混凝土的收缩应力、外部和内 部的温差应力降低，使混凝土的变形能力加强并改善松弛与 徐变的能力混凝土的温度应力，主要和混凝土的浇筑温度、 混凝土的表面温度以及水泥的水化热有关就是通过对配合 比的优化，选择水泥的品种，使混凝土的养护条件得到改善, 就能够控制大体积混凝土的裂缝目前采用工程算法，因为以截面中心的最高温度的降温 曲线来代替平均的降温曲线，用经验公式来确定温度的近似 解，并且直接应用到类似工程的裂缝控制中，所以，近似解 并没有考虑到混凝土外界气温和内部温度的影响。

修正浇筑 块的温度系数，采用了经验系数，难以确切反映出实际的施 工中温度变化的规律1基础底板大体积混凝土温控工程算法分析以某高层公寓的基础底板混凝土的温控工程施工为例， 该基础的平面尺寸大约是1205. 28m2,混凝土的厚度一般约 为1.5m,加厚局部，最厚处大约3. 9m,浇筑混凝土的量为 2200m3o平均气温为21Co混凝土的强度为C35,防水的等 级为P8采用连续推进，一次到顶，自然流淌的施工技术经计算，混凝土最高的内部温度为40.22*,表面的温 度为24. 82C,二者温差为15. 40C,没超过规定的25CO 而大气温度和表面温度之差是3. 82C,也没有超过规定的 25C,所以不用采取其他的措施局部加厚的混凝土内部的最高温度是50. 15C,表面温 度是23. 46C,温差是26.691,超过规定的25C,说要覆 盖增加两层保温调整之后，混凝土的表面温度是30. 4C这 样内部最高温度和表面温度的差、表面温度和大气温度的 差，分别为19. 751和9. 40Co据图1、图2上显示出的数据分析工程实测的平均温度 曲线，得出混凝土的温控计算的结果和实测的数据存在一些 差异。

说明经验公式和实测温度见有一定的偏差，需要研究 更为精准的方法，方便知道大体积混凝土的实际施工2温度应力场与温度场的有限单元法大体积混凝土里，主要考虑热传导中水泥水化热造成的 影响，其主要的求解方法有：有限差分解法、解析解法、有 限单元法对于计算三维与二维的温度场，有限单元法是最好的 其优点如下：(1) 容易适应不规则的边界；(2) 温度的梯度比较大的区域里，可采取的措施是加 密局部网格，使计算的精度提高；(3) 容易和有限单元法的程序配套，把徐变变形、温 度场和应力场纳入统一的一个程序里分析计算2. 1线性瞬态热传导问题求解若混凝土材料的参数不会随着温度而变化，那么所讨论 的问题为线性的用隐式解法中向后差分法来求瞬态的热传 导，隐式的解法之中，效果较好的就是向后差分法瞬态的 热传导之中，依据数学来推导，得到如下的公式：■ T・ + ・T・+Q・=O该式是线性方程组t=0是初始瞬时，视为{T}n,代到 该式中，可求得第一时段的温度{T}n+1,用此方法逐步进行 递推，可计算任意时间的温度2.2传热问题为充分的考虑土壤温度场与大体积混凝土温度场互相 的影响，采用了一维不稳定的耦合热传导的方程组描述出混 凝土传热的问题。

3分析ANSYS5. 7的计算结果使用专业软件模拟计算了大体积混凝土的温度场，提供 出预防混凝土产生裂缝的数据，确定了大体积混凝土中耦合 温度场运用的必要性及其内部温度场分布的规律3.1基本假设有限元计算由于导致大体积混凝土产生开裂的因素比较多，所以作 出以下的假设：(1) 混凝土是各向同性的均质材料，在静载和温度的 作用下，材料是在弹性的范围，构件温度的变形是符合平面 假定的；(2) 本结构的温度场内，材料的特性不会随温度而改 变；(3) 基础的混凝土不会发生变形，墙体的混凝土的变 形收缩是均匀分布的；(4) 热源的放热率是时间函数，和空间的变量无关；(5) 基础的底板是个整体，不考分层与非连续的浇捣 及其钢筋的传热的因素3.2选取计算对象和划分网格底板的混凝土宽约为31. 08m,长约38. 78m,厚约为1. 5m, 加厚局部，最厚处约为3.9m； 土壤的厚约为2. 5m,长为 46.78m,宽为39.08m采用空间8节点来划分网格的模型3.3计算结果分析浇筑的初期，混凝土的温度升高，在混凝土的内部产生 压应力，伴随着水化反应，使混凝土的体积变形，缩小体积 产生拉应力，这两者互相抵消一些应力，但还是呈现出压应 力。

早期混凝土弹性的模量比较小，所以早期时混凝土的应 力比较小一般浇筑混凝土 3〜5d后温度才开始下降，收缩仍继续, 压应力逐渐转变成拉应力，初期时混凝土的降温比较快，因 此，拉应力增长得较快因为混凝土的降温从快至慢，所以, 混凝土的收缩也从快至慢，但是，总体上拉应力是增长的趋 缓有限元分析温度的应力场，依然与现场的测试有些差 异，存在差异的原因有：(1) 现场测试与温度场的仿真结果存在差异，导致现 场测试和温度应力场的仿真结果出现差异2) 在计算的过程中，因为弹性模量是随这时间变化 过快，所以仿真分析里采用近似的曲线，从而造成误差3) 现场测试时，由于施工的工艺影响，导致现场测 试出现误差，但从总的趋势上来分析而者温度的应力基本还是相一致的4结论在通过长期、仔细的现场观察后，发现基础混凝土的表 面没有温度裂缝的出现，工程的质量得到了很好的保证，具 体如下：(1) 通过工程算法的实例可以证明，经验上的计算混 凝土温控的公式与实际测量的温值之间存在着一定的偏差， 因此为了能在实践中更好地指导大体积混凝土的施工，需要 将计算方法进一步进行精确2) 运用大型的有限元软件ANSYS来进行施工流程的 模拟仿真，将大体积混凝土的瞬态温度场和温度应力场都进 行了分析，并与实例中的高层建筑大体积混凝土的温控实验 数据进行相应的对比分析、论证，故结果数据真实、可靠。

3) 通过工程的实践证明，依靠混凝土的内外最大温 差值是否超过25工来进行大体积混凝土是否会出现裂缝的 判断太过片面，若要判断大体积混凝土是否会出现裂缝，最 为可靠的方法是分析由内外温差引起的最大拉应力以及由 温度引起的自约束应力是否能够满足混凝土抗裂的要求参考文献[1] 迟培云•钱强•高昆.《大体积混凝土开裂的起因及防 裂措施》• [J].混凝土.2001 (12).[2] 俞静、朱平华、蒋沧如.《论高层建筑基础大体积混 凝土水化放热规律》.[J].国外建材科技.2004 (03).[3] 戴烽滔.《大体积混凝土结构裂缝的分析与对 策》• [J].四川建筑科学研究2007 (01).[4] 王沧州.《大体积混凝土裂缝分析及应对措施》.[J]. 铁道工程学报.2010 (07).。