通过 工程 实例 ，比较 了混凝 土温度场 的常规理 论计算方法及有限元计算 方法，并与施 工过程 中的 实测
温度 结 果进 行 了对 比 。结 果 表 明 ，有 限元 方 法能 够 更 好 地 模 拟 混 凝 土 温 度 场 变化 ，是 今 后 混 凝 土 温 控 计 算 的发 展 方
向 。
关键 词 ：温 度 场 ；有 限 元 ；混凝 土 ；温控
Abstract：With Dractical instances，the results of calculating the concrete temperature field in theoretical method and
finite element method are c0mpared which are compared with the results obtained in actual construction process．The
resuIts sh0w that the finite element method can simulate the concrete temperature field better，which would be the
development direction in the later research of concrete temperature control calculation．
Key words：Temperature field；Finite element；Concrete；Temperature control
中 图分 类 号 ：TU528 文 献 标 识 码 ：A 文章 编 号 ：1000-4637(2011)05—17-05
O 前 言
传统 的混 凝 土 水 化 温 升 计 算 方 法 一 般 都 是 采
用 经 验公式 计 算混 凝 土 的绝 热 温升 ，乘 以 散热 系 数
后 得 出混 凝土 的温度 。这 种计算 方法 没有 考虑 到水
泥 体 系 中各 组份 的变 化 和现 场 环 境 条 件 及 施 工 情
况 的影 响 ，如 《建 筑 施 工 手 册 》”1给 出 的大 体 积 混 凝
土温 度计算 方法 。1999年 ，朱 伯芳 院士 在《大 体积混
凝 土温 度应 力 与温 度控 制 》阁 一 文 中 阐述 了混 凝 土
温度 场 的计算 方法 ，在 此基 础 上 ，2002年 他 又提 出
了新 的表 达式 口】，可 以 同时反 映龄期 、温度 和 水泥 水
化完 成程 度 的影 响 ，该 文还 提 出 了根 据 工程 实 测温
度反 推 出混凝 土 绝热 温 升 的方 法 。张 君 采 用有 限
差 分方 法 ，建立 了基 于混凝 土 绝 热 温升 试 验 的早 龄
期 混凝 土 温度 场计 算模 型 。该 模 型 中 ，温 度对 水 泥
水 化 及 其 放 热量 的影 响通 过 等 效 龄 期 法 进 行 了修
正 。模 型既 能体现 不 同混凝 土配合 比对 温度 场 的影
响 ，又 能体现 不 同浇筑 温度 的影 响 。张子 明[51对 不 同
养护 温 度下 的混 凝 土绝 热 温升 进行 了研 究 ，采用 化
学反 应 速 率 描 述环 境 温度 对 混 凝 土 绝 热 温 升 的影
响 ，探 讨 了化 学反 应 速率 与 养护 温 度 之 间 的关 系 。
其 研 究结 果表 明 ，温度 对 混凝 土 水化 热 最 高绝 热 温
升 影 响不大 ，对 于某 种 混 凝土 存在 唯 一 的绝 热 温 升
与 等效 时 间关 系 曲线 ，可 以用 等效 时 间 描述 温 度对
混凝 土绝 热 温升 的影 响 。董福 品同认 为 缓凝 混 凝 土
初期 绝 热温 升 发展 很慢 ，与一般 混 凝 土 的规 律 不完
全相 同 ，用 单 一公 式拟 合 时 ，不 能 很 好地 表述 其 绝
热 温升 的 变化 规律 ，提 出 了用 两个 公 式分 两 段对 缓
凝 混凝 土 绝热 温 升 曲线进 行 拟 合 ，使缓 凝 混 凝 土绝
热温 升 的表述更 加 准确 、完 整 。J．Zreiki[~研 究 了大体
积 混 凝 土 的 早 龄期 行 为 ，并 建 立 了 复 合模 型 ，提 出
了用 半 绝热 试 验测 试 水化 热 的方 法 ，并 以水 化速 率
的形 式 加 载到模 型 中 ，以此 表 示 水化 对 温 度 场和 温
度应 力 的影 响 。
2O世纪 80年代 ，朱 伯芳 院 士总 结 国 内外 的经
验 ，提 出 了混凝 土温度 场 的有 限元计算 方法 。然 而 ，
由于 当时 的程 序 及 软 件 水平 有 限 ，效 果 不 是 很 理
想 。近年 来 ，随着有 限元 算法 的突 破 ，有 限元 软件也
得 到 了长 足 进 步 ，有 限 元 的应 用 也 得 到 了迅 速 发
展 。与常规 方法 相 比 ，有 限元方 法表 现 出许 多优 点 ，
如 ：可 以加 载 现 场 环 境 条 件 ，解 决 边 界 不规 则 等 问
题 ；可 以设 置许 多 变量 ，体 现 材料 参 数 的变 化 ；可 以
与应 力应 变 分析 的有 限元 程序 相 配 套 ，将 温度 场 、
应 力 场 和徐 变 场 耦 合 计 算 ，使 得 模 拟计 算 更 加 合
理 ，更 加精确 。
G．De Schutter网2002年研 究 了基 于材 料水 化
热梯 度 的混 凝 土早 龄 期温 度 裂缝 的有 限元 模 拟 ，将
构件 中水 泥水 化 产生 的水 化 热梯 度 作 为 基本 参 数 ，
以开 尔 文模 式 加 载龄期 ，通过 非 线性 软 化模 糊 裂 缝
实 现 裂缝 ，从 而 完 成 温 度 裂缝 的 有 限元 模 拟 ，模 拟
结 果 与实 际情况 较符 合 。0．Burkan Isgor[912004年 开
发 了一套 混凝 土 的有 限 元模 型 CONDUR，模 拟混 凝
土 的热传递 、湿度传递和干缩 的复合影响 ，与实验

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