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随着我国国民经济持续增长,水利工程建设也大力发展。大体积混凝土在现代工程建设中特别是水利水电建设中,占有重要的地位。太阳辐射对混凝土结构温度应力有很大的影响,是造成混凝土结构开裂的重要原因之一,因此模拟太阳辐射对大体积混凝土结构施工期和运行期温度应力对建筑物的安全运行具有重要意义。 大体积混凝土在浇筑过程中,混凝土浇筑仓面受太阳辐射影响很大,在混凝土结构中产生较大的温度梯度,最终导致混凝土内外温差过大而产生表面温度裂缝。根据太阳辐射的日变化规律和气温日变化规律,仿真分析大体积混凝土结构施工期及运行期温度场及温度应力。建立了混凝土浇筑模型,考虑了太阳辐射、气温、水化热、间歇期等因素,采用二维有限元方法编制了混凝土施工期温度场和应力场程序,将不同情况混凝土的温度场和应力场进行对比分析。 计算结果表明,在仿真分析中考虑太阳辐射直接进入混凝土的方法与等效气温法有一定的差异,对比直接考虑太阳辐射的工况与等效气温的工况,得到前者比后者温度场计算结果低2℃左右,温度应力低0.3MPa左右。 在实际工程中,由于混凝土浇筑层比较多,温度应力仿真分析需要大量的计算时间,因此考虑将太阳辐射热等效为混凝土浇筑温度的提高,提出了考虑太阳辐射热的实用算法。经过计算发现,实用算法可以较好地模拟太阳辐射的影响,同时得到了不同区域不同季节混凝土浇筑温度的提高值。