大體積混凝土溫度應力計算

1、大體積混凝土溫度應力計算1. 大體積混凝土溫度計算1） 最大絕熱溫升值（二式取其一） （3-1） （3-2）式中：Th混凝土最大絕熱溫升（）；Mc混凝土中水泥用量（kg/m3）；F混凝土中活性摻合料用量（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32.5180256334表3-2 系數(shù)m澆筑溫

2、度（）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（3）=33.21Th（7）=51.02Th（28）=57.992） 混凝土中心計算溫度 （3-3）式中：Tj混凝土澆筑溫度（）；T1（t）t齡期混凝土中心計算溫度（）；（t）t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)澆筑層厚度（m）齡期t（d）369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.0

3、70.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根據(jù)公式（3-3），Tj取25，（t）取澆筑層厚1.5m齡期3天6天27天計算，T1（3）=41.32T1（7）=48.47T1（28）=27.903） 混凝土表層（表面下50100mm處）溫度（1） 保溫材料厚度 （3-4）式中

4、：保溫材料厚度（m）；x所選保溫材料導熱系數(shù)W/(m·K)；T2混凝土表面溫度（）；Tq施工期大氣平均溫度（）；混凝土導熱系數(shù)，取2.33W/(m·K)；Tmax計算的混凝土最高溫度（）；計算時可取T2-Tq=1520，Tmax-T2=2025；Kb傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0，查表3-5。表3-4 幾種保溫材料導熱系數(shù)材料名稱密度kg/m3導熱系數(shù)材料名稱密度kg/m3導熱系數(shù)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10000.58泡沫塑料20-500.0350.047木模板50

5、07000.23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表3-5 傳熱系數(shù)修正值保溫層種類K1K21僅由容易透風的材料組成（如草袋、稻草板、鋸末、沙子）2.63.02由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風材料2.02.33在易透風保溫材料上鋪一層不透風材料1.61.94在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風的材料1.31.55僅由不易透風材料組成（如油布、帆布、棉麻氈、膠合板）1.31.5K1值一般刮風情況（風速小于4m/s）K2值刮大風情況。根據(jù)公式（3-4），h取1.5，x取0.04

6、，取2.33，T2-Tq取15，Tmax-T2取25，Kb取2，計算=0.015m=15mm（2） 混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù) （3-6）式中：混凝土表面模板及保護層等的傳熱系數(shù)W/(m2·K)；i各保護層材料厚度（m）；i各保溫層材料導熱系數(shù)W/(m·K)；q空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/(m2·K)。根據(jù)公式（3-6），i取0.015，i取0.04，計算=2.39（3） 混凝土虛厚度 （3-7）式中：h混凝土的虛厚度（m）；k折減系數(shù)，取2/3；混凝土導熱系數(shù)，取2.33W/(m2·K)；根據(jù)公式（3-7），取2.39，計算h=0.65（4） 混

7、凝土的計算厚度 （3-8）式中：H混凝土計算厚度（m）；h混凝土實際厚度（m）；根據(jù)公式（3-8），h取0.65，計算H=2.8（5） 混凝土表面溫度 （3-9）式中：T2（t）混凝土表面溫度（）；Tq施工期大氣平均溫度（）；h混凝土的虛厚度（m）；H混凝土計算厚度（m）；T1（t）混凝土中心溫度（）；根據(jù)公式（3-9），Tq取20，h取0.65，H取2.8，T1（3）=41.32，T1（7）=48.47，T1（28）=27.90，計算T2（3）=35.20T2（7）=40.30T2（28）=25.634） 混凝土內平均溫度 （3-10）根據(jù)公式（3-10），T1（3）=41.32，T1（7）

8、=48.47，T1（28）=27.90，T2（3）=35.20，T2（7）=40.30，T2（28）=25.63Tm（3）=38.26Tm（7）=44.39Tm（28）=26.772. 大體積混凝土溫度應力計算1） 地基約束系數(shù)（1） 單純地基阻力系數(shù)Cx1（N/mm3），查表3-6表3-6 單純地基阻力系數(shù)Cx1（N/mm3）土質名稱承載力（kN/m2）Cx1推薦值軟黏土801500.010.03砂質黏土2504000.030.06堅硬黏土5008000.060.10風化巖石和低強度素混凝土5000100000.601.00C10以上配筋混凝土5000100001.001.502） 大體積混

9、凝土瞬時彈性模量 （3-12）式中：E（t）t齡期混凝土彈性模量（N/mm2）；E028d混凝土彈性模量，取3.25*104 （N/mm2）；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) （3-13）式中：（t）t齡期地基約束系數(shù)（mm-1）；h混凝土實際厚度（mm）；Cx1單純地基阻力系數(shù)（N/mm2）；Cx2樁的阻力系數(shù)（N/mm2）；E（t）t齡期混凝土彈性模量（N/mm2）；根據(jù)公式（3-13），Cx1取10000計算（3）=0.009311（7）=0.00662

10、5（28）=0.0047234） 混凝土干縮率和收縮當量溫差混凝土干縮率 （3-14）式中：Y(t）t齡期混凝土干縮率；Y0標準狀態(tài)下混凝土極限收縮至，取3.24*10-4；M1、M2M11各修正系數(shù)，查表3-7。根據(jù)公式（3-14），計算Y(3）=1.49*10-5，Y(7）=3.42*10-5，Y(28）=12.34*10-5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M1水泥細度(m2/kg)M2水膠比M3膠漿量(%)M4養(yǎng)護時間(d)M5環(huán)境相對濕度(%)M6M7M8減水劑M9粉煤灰摻量(%)M10礦粉摻量(%)M11礦渣水泥1.253001.00.30.85201.011.1

11、1251.2500.540.001.00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1.05001.350.51.21301.4531.09401.10.210.100.76300.89301.02火山灰水泥1.06001.680.61.42351.7541.07501.00.31.030.150.68400.90401.05抗硫酸鹽水泥0.78402.151.04600.880.41.20.200.61452.5571700.770.51.310.250.55503.03100.9

12、6800.70.61.4141800.93900.540.71.43注： 1 水力半徑的倒數(shù)，為構件截面周長(L)與截面積(F)之比，(m1)；2 EsFs/EcFc配筋率，Es 、Ec鋼筋、混凝土的彈性模量(N/mm2),Fs 、Fc鋼筋、混凝土的截面積(mm2)；3 粉煤灰(礦渣粉)摻量指粉煤灰(礦渣粉)摻合料重量占膠凝材料總重的百分數(shù)。收縮當量溫差 （3-15）式中：TY（t）t齡期混凝土收縮當量溫差（）；混凝土線性膨脹系數(shù)，1*10-5（1/）；根據(jù)公式（3-15），計算TY(3）=1.49，TY(7）=3.42，TY(28）=12.34結構計算溫差 （3-16）式中：Tii區(qū)段結構計算溫度（）；Tm（i）i區(qū)段平均溫度起始值（）；Tm（i+1）i區(qū)段平均溫度終止值（）；TY（i+1）i區(qū)段收縮當量溫差終止值（）；TY（i）i區(qū)段收縮當量溫差起始值（）；根據(jù)公式（3-16），計算T0-3=-11.77T3-7=-4.2T7-28=26.545） 各區(qū)段拉應力 （3-17）式中：ii區(qū)段混凝土內拉應力（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