技术领域
[0001] 本
发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法。
背景技术
[0002] 近几年来，在多数大中型城市，
混凝土施工时的供应形式正逐渐地由现场搅拌逐步向商品混凝土过渡，
现浇混凝土施工过程中，裂缝是一个比较普遍的
质量通病，不仅影响观感，严重的裂缝也将破坏
建筑物、构件的整体性，引起
钢筋
腐蚀，影响持久强度，同时，混凝土楼板裂缝的存在，也常引起诸多用户的不满，特别是住宅工程楼面出现裂缝，往往会引起投诉、纠纷以及索赔要求等；
[0003] 事实上，混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝才是相对的，一般来说，宽度小于0.05mm的裂缝对使用均无危险性，而且是肉眼不可见的，裂缝是指宽度大于0.05mm的裂缝，混凝土裂缝的产生混凝土裂缝的产生主要与材料、施工、设计、使用环境等有关，据有关资料统计，由施工因素造成的混凝土早期裂缝占80％左右，因混凝土材料方面的原因造成的裂缝占15％左右，因设计不当造成的裂缝占5％左右；
[0004] 在建筑施工过程中，由于受到
温度作用、地基不均匀沉降、混凝土干缩、施工因素等的影响而产生施工裂缝，一般从建筑结构的设计和施工两个方面采取措施，注重建筑工程施工质量，进而
预防施工裂缝的出现，例如，严格控制搅拌混凝土用
水量、有效的安排施工顺序、注重混凝土的养护等方法来抵抗裂缝。
[0005] 但是传统的抵抗技术使得施工时间长、工程造价高、施工要求高、难度大，效果不是十分明显，传统的抵抗裂缝技术不能很好的预知施工结果，可能会给企业带来巨大的损失，没有充分的利用数字化施工技术的研究来推动传统建筑行业的发展，提高生产效率。
发明内容
[0006] 本发明
实施例的目的在于提供一种利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法，旨在解决现有的抵抗裂缝技术存在的没有充分的利用数字化施工技术，施工时间长，造价高，难度大的问题。
[0007] 本发明实施例是这样实现的，一种利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法，该利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法包括以下步骤：
[0008] 步骤一，定义单元类型与材料常数；
[0009] 步骤二，建立平面有限元模型；
[0010] 步骤三，根据工程结构情况、混凝土施工顺序及模型简化条件，定义边界条件；
[0011] 步骤四，通过当量温差施加作用；
[0012] 步骤五，求解，得到分析结果，包括
变形及应
力；
[0013] 步骤六，提出抵抗裂缝的施工方法。
[0014] 进一步，地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算，选用ABAQUS
有限元分析软件进行模拟分析。
[0015] 进一步，地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算，选择工程地下连续长墙的一个施工段作为分析对象，选择8.1×3的墙长度进行建模分析；
[0016] 模型选择如下：
[0017] 墙体混凝土：选用smeared crack concrete材料模型，单元选用20
节点六面体实体单元；
[0018] 墙体分布筋：选用理想弹性材料模型，单元选用3节点桁架单元；
[0019] 材料参数选择如下：
[0021] 混凝土：选用轴拉全
应力-应变材料本构模型。
[0022] 进一步，地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算的过程为：
[0023] 计算里程根据工况特征，选择如下模式：
[0024] 初始步12h；
[0025] 第一步24h：混凝土和钢筋升温15，混凝土收缩1.818；
[0026] 第二步96h：混凝土和钢筋降温25，混凝土收缩10.909；
[0027] 第三步144h：混凝土和钢筋温度场不变，混凝土收缩7.273；
[0028] 每一个计算步再细分为50个
迭代步，进行非线性材料分析。
[0029] 本发明提供的利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法，通过建立平面有限元模型，根据工程结构情况、混凝土施工顺序及模型简化条件，定义边界条件；通过当量温差施加作用，求解，得到分析结果，提出抵抗裂缝的施工方法，充分的利用了数字化的施工技术，提高了生产的效率。本发明建立有限元模型，方法简单，延长了建筑的寿命和安全性，为人们的生产和生活提供了保障，较好的解决了现有的抵抗裂缝技术存在的没有充分的利用数字化施工技术，施工时间长，造价高，难度大的问题。
附图说明
[0030] 图1是本发明实施例提供的利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法的
流程图；
[0031] 图2是本发明实施例提供的轴拉全应力-应变材料本构模型的示意图；
[0032] 图3是本发明实施例提供的三跨墙的1/4对称部分建立模型的示意图；
[0033] 图4是本发明实施例提供的钢筋单元和墙体单元的示意图。县体实施方式
[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035] 图1示出了本发明提供的利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法流程。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
[0036] 本发明实施例的利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法，该利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法包括以下步骤：
[0037] 步骤一，定义单元类型与材料常数；
[0038] 步骤二，建立平面有限元模型；
[0039] 步骤三，根据工程结构情况、混凝土施工顺序及模型简化条件，定义边界条件；
[0040] 步骤四，通过当量温差施加作用；
[0041] 步骤五，求解，得到分析结果，包括变形及应力；
[0042] 步骤六，提出抵抗裂缝的施工方法。
[0043] 作为本发明实施例的一优化方案，地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算，选用ABAQUS有限元分析软件进行模拟分析。
[0044] 作为本发明实施例的一优化方案，地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算，选择工程地下连续长墙的一个施工段作为分析对象，选择8.1×3的墙长度进行建模分析；
[0045] 模型选择如下：
[0046] 墙体混凝土：选用smeared crack concrete材料模型，单元选用20节点六面体实体单元；
[0047] 墙体分布筋：选用理想弹性材料模型，单元选用3节点桁架单元；
[0048] 材料参数选择如下：
[0049] 钢筋：弹模E＝2E11N/m2
[0050] 混凝土：选用轴拉全应力-应变材料本构模型。
[0051] 作为本发明实施例的一优化方案，地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算的过程为：
[0052] 计算里程根据工况特征，选择如下模式：
[0053] 初始步12h；
[0054] 第一步24h：混凝土和钢筋升温15，混凝土收缩1.818；
[0055] 第二步96h：混凝土和钢筋降温25，混凝土收缩10.909；
[0056] 第三步144h：混凝土和钢筋温度场不变，混凝土收缩7.273；
[0057] 每一个计算步再细分为50个迭代步，进行非线性材料分析。
[0058] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0059] 如图1所示，本发明实施例的利用有限元模型抵抗裂缝的施工方法包括以下步骤：
[0060] S101：定义单元类型与材料常数；
[0061] S102：建立平面有限元模型；
[0062] S103：根据工程结构情况、混凝土施工顺序及模型简化条件，定义边界条件；
[0063] S104：通过当量温差施加作用；
[0064] S105：求解，得到分析结果，包括变形及应力等；
[0065] S106：提出抵抗裂缝的施工方法。
[0066] 本发明的具体实施例：
[0067] 地下室混凝土结构裂缝防治数值分析计算
[0068] 1、分析工具
[0069] 根据结构特点，选用ABAQUS有限元分析软件进行模拟分析；
[0070] 2模型说明
[0071] 选择工程具有典型代表意义的地下连续长墙的一个施工段作为分析对象，根据工程特点，选择8.1×3的墙长度进行建模分析，模型和材料选择如下：
[0072] (1)墙体混凝土：选用smeared crack concrete材料模型，单元选用20节点六面体实体单元；
[0073] (2)墙体分布筋：选用理想弹性材料模型，单元选用3节点桁架单元；
[0074] (3)材料参数选择
[0075] 1)钢筋：弹模E＝2E11N/m2
[0076] 2)混凝土：本分析借用英国利兹大学1968年的轴拉全应力-应变材料本构模型，如图2所示
[0077] (4)模型简图
[0078] 1)模型示意图：选择三跨墙的1/4对称部分建立模型，如图3所示；
[0079] 2)单元示意图：单元划分如图4所示；
[0080] (5)计算过程
[0081] 计算里程根据工况特征，选择如下模式：
[0082] 初始步(12h)；
[0083] 第一步(24h)：混凝土和钢筋升温15，混凝土收缩1.818；
[0084] 第二步(96h)：混凝土和钢筋降温25，混凝土收缩10.909；
[0085] 第三步(144h)：混凝土和钢筋温度场不变，混凝土收缩7.273；
[0086] 每一个计算步再细分为50个迭代步，进行非线性材料分析；
[0087] 3、分析结果
[0088] 长墙顶部无约束混凝土收缩变形较大，钢筋对其收缩的限制作用大，故钢筋应力较高，底部受弹性
基础的约束，靠近柱处受到柱的约束，这些部位混凝土收缩受到限制，收缩较小，钢筋对混凝土的收缩不显著，钢筋应力较小，
[0089] 长墙顶部无约束混凝土收缩变形较大，应变较大，混凝土处于自由收缩的状态，应力在该处出现最小值，底部受弹性基础的约束，靠近柱处受到柱的约束，这些部位混凝土收缩受到限制，收缩较小，混凝土应变小，而混凝土拉应力较大特别是靠近混凝土柱处出现了拉应力最大值。
[0090] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
