大體積混凝土溫度應(yīng)力計算

1、大體積混凝土溫度應(yīng)力計算1 .大體積混凝土溫度計算1）最大絕熱溫升值（二式取其一）(mcK*F)*Q(3-1)Th(t)mc*Qc(1emt)(3-2)式中：Th混凝土最大絕熱溫升（C）；3M混凝土中水泥用量（kg/m）;F混凝土中活Tt摻合料用量（kg/m3）;C-混凝土比熱，取0.97kJ/（kg-K）;混凝土密度，取2400（kg/m3）;e為常數(shù)，取2.718;T混凝土齡期（d）;m-一系數(shù)，隨澆筑溫度而改變，查表3-2表3-1不同品種、強度等級水泥的水化熱水泥品種水泥強度水化熱Q(kJ/kg)3d7d28d硅酸鹽水泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥32.5

2、180256334表3-2系數(shù)m澆筑溫度（C）51015202530M(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406根據(jù)公式（3-2）,配合比取硅酸鹽水泥360kg計算:Th=33.21Th=51.02Th函=57.992）混凝土中心計算溫度Ti（t）TjTh（t）*（t）（3-3）式中：Tj混凝土澆筑溫度（C）；Timt齡期混凝土中心計算溫度（C）；己mt齡期降溫系數(shù)，查表3-3同時要考慮混凝土的養(yǎng)護、模板、外加劑、摻合料的影響;表3-3降溫系數(shù)E澆筑層厚度（m齡期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.01

3、1.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根據(jù)公式（3-3）,T取25C,己取澆筑層厚1.5m齡期3天6天27天計算,Ti=41.32Ti=48.47T1.=27.903）混凝土表層（表面下50100mmt）溫度（1）保溫材料

4、厚度x(T2-Tq)(3-4)0.5hKbx2q-(Tmax丁2)式中： 保溫材料厚度（mD;入x所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/（mK）;T2混凝土表面溫度（C）；Tq施工期大氣平均溫度（C）； 混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/（m-K）;Tmax計算的混凝土最高溫度（C）；計算時可取T2-Tq=1520C,TmaC2=2025C;及一一傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0,查表3-5表3-4幾種保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)材料名稱密度kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)入材料名稱密度kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)入建筑鋼材780058礦棉、巖棉1102000.0310.065鋼筋混凝土24002.33瀝青礦棉氈1001600.0330.052水1

5、0000.58泡沫塑料20-500.0350.047木模板5007000.23膨脹珍珠巖403000.0190.065木屑0.17油氈0.05草袋1500.14膨脹聚苯板15250.042空氣0.03泡沫混凝土0.10(3-7)保溫層種類K11僅由容易透風(fēng)的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、沙子)2.63.02由易透風(fēng)材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層/、透風(fēng)材料2.02.33在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層/、透風(fēng)材料1.61.94在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層/、易透風(fēng)的材料1.31.55僅由不易透風(fēng)材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合板)1.31.5Ki值一一般刮風(fēng)情況(風(fēng)速小于4m/s)K2刮大風(fēng)

6、情況。根據(jù)公式(3-4),h取1.5,入x取0.04,入取2.33,T2-Tq取15C,Tmax-T2取25C,Kb取2,計算8=0.015m=15mm(2)混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù)1i1(3-6)iq式中： 混凝土表面模板及保護層等的傳熱系數(shù)W/(m2K);&i各保護層材料厚度(m1；入i各保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK);Bq空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/(m2K)。根據(jù)公式(3-6),Si取0.015，入i取0.04,計算B=2.39(3)混凝土虛厚度式中：h'混凝土白虛厚度（m）;k折減系數(shù),取2/3;入一一混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/（m2-K）;根據(jù)公式（3-

7、7）,B取2.39，計算h'=0.65（4）混凝土的計算厚度Hh2h（3-8）式中：H混凝土計算厚度（mj）;h混凝土實際厚度（mj）;根據(jù)公式（3-8）,h'取0.65,計算H=2.8（5）混凝土表面溫度4h（H-h）Ti（t）TqT2（t）1q2（3-9）H式中：T2混凝土表面溫度（C）；Tq施工期大氣平均溫度（C）；h'混凝土白虛厚度（m）;H混凝土計算厚度（mj）;混凝土中心溫度（C）；根據(jù)公式(3-9),Tq取20C,h'取0.65,H取2.8,Ti=41.32,Ti=48.47,Ti(28)=27.90,計算T2=35.20T2=40.30T2的=2

8、5.634)混凝土內(nèi)平均溫度Tm (t)Ti t)丁2( t)2(3-10)根據(jù)公式(3-10),Ti=41.32,Ti=48.47,Ti儂)=27.90,T2=35.20,T2=40.30,T2家=25.63Tm=38.26Tm=44.39Tm(28)=26.772.大體積混凝土溫度應(yīng)力計算D地基約束系數(shù)(1)單純地基阻力系數(shù)Gi(N/mrm),查表3-6表3-6單純地基阻力系數(shù)Gi(N/mmi)土質(zhì)名稱承載力(kN/m)Gi推薦值軟黏土801500.010.03砂質(zhì)黏土2504000.030.06堅硬黏土5008000.060.10風(fēng)化巖石和低強度素混凝土5000100000.601.00

9、5000100001.001.50C10以上配筋混凝土2）大體積混凝土瞬時彈性模量-0.09t、E（t）E0（1-e）（3-12）式中：E（t）t齡期混凝土彈性模量（N/mr2i）;E28d混凝土彈性模量，取3.25*104（N/mrii）;e常數(shù)，取2.718;t齡期（d）;根據(jù)公式（3-12）,計算E（3）=7689.47E（7）=15189.64E（28）=29884.383）地基約束系數(shù)/（Cx1Cx2）（t）Vh*E（t）（3-13）式中：B（t）1齡期地基約束系數(shù)（mM）;h混凝土實際厚度（mrm;G1單純地基阻力系數(shù)（N/mmi）;CX2樁的阻力系數(shù)（N/mmi）;E（t）t齡期

10、混凝土彈性模量（N/mrm）;根據(jù)公式（3-13）,G1取10000計算B（3）=0.009311(7)=0.00662528)=0.0047234）混凝土干縮率和收縮當(dāng)量溫差混凝土干縮率M 11( 3-14 )0-0.01tY(t)Y(1e)M1M2式中：Y（t）t齡期混凝土干縮率；YY0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土極限收縮至，取3.24*104;M、M-Mi各修正系數(shù)，查表3-7。根據(jù)公式（3-14），計算5Y(28) =12.34*10 -5£Y(3)=1.49*105,£Y(7)=3.42*105,£表3-7混凝土收縮變形不同條件影響修正系數(shù)水泥品種M水泥細(xì)度(m2/

11、kg)M2水膠比M膠漿量(%)M養(yǎng)護時間(d)M5環(huán)境相對濕度(%)MMM減水劑M粉煤灰摻量()M10礦粉摻量(%)礦渣水泥1.253001.00.30.85201.011.11251.2500.540.001.00無10101低熱水泥1.104001.130.41.0251.221.11301.180.10.760.050.85有1.3200.86201.01普通水泥1.05001.350.51.21301.4531.09401.10.210.100.76一一300.89301.02火山灰水泥1.06001.680.61.42351.7541.07501.00.31.030.150.68一一

12、400.90401.05抗硫酸鹽水泥0.78一一一一402.151.04600.880.41.20.200.61一一一一一一一一一一一一452.5571700.770.51.310.250.55一一一一一一一一一一一一503.03100.96800.70.61.4一一一一一一一一141800.93900.540.71.43注：1一一水力半徑的倒數(shù)，為構(gòu)件截面周長（L）與截面積（F）之比，r10L/F（mT）;2EsFs/EcFc配筋率，Es、Ec鋼筋、混凝土的彈性模量（N/mn1）,Fs、Fc鋼筋、混凝土的截面積（mm2）;3粉煤灰（礦渣粉）摻量一一指粉煤灰（礦渣粉）摻合料重量占膠凝材料總重的

13、百分?jǐn)?shù)。收縮當(dāng)量溫差Y（t）TY（t）（3-15）式中：丁丫一一t齡期混凝土收縮當(dāng)量溫差（C）； 混凝土線性膨脹系數(shù)，1*10-5（1/C）；根據(jù)公式（3-15）,計算Ty（3）=1.49,Ty（7）=3.42,Ty（28）=12.34結(jié)構(gòu)計算溫差(3-16)TiTm（i）-Tm（i1）Ty（i1）-Ty（i）式中： T一一i區(qū)段結(jié)構(gòu)計算溫度（C）；Tm（i）i區(qū)段平均溫度起始值（C）；Tm（i+1）i區(qū)段平均溫度終止值（）；TY（i+1）一i區(qū)段收縮當(dāng)量溫差終止值（C）；Ty°）i區(qū)段收縮當(dāng)量溫差起始值（C）;根據(jù)公式（3-16）,計算 To-3=-11.77C T3-7=-4.2C T7-28=26.54C5）各區(qū)段拉應(yīng)力EiTiSi1ch(iL/2)(3-17)式中：o-ii區(qū)段混凝土內(nèi)拉應(yīng)力（N/mrfj）;Eii區(qū)段內(nèi)平均彈性模量（N/mm2）；L混凝土最大尺寸（mm；ch雙曲余弦函數(shù)。表3-8松弛系數(shù)S（t）齡期t(d)36912151821242730S(t)0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327根據(jù)公式（3-17）,只計算拉應(yīng)力，即只計算。