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）(mc K * F )* Qc* ：(3-1)t)mc * Qcc* :(1e-mt)(3-2)式中：Th混凝土最大絕熱溫升（C）；M混凝土中水泥用量（kg/m3）;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);3 .混凝土密度，取2400 （kg/m）;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42.5314354375

2、32.5250271334礦渣水泥32.5180256334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（7）=51.02Th 的=57.99 .I r I 2）混凝土中心計算溫度Ti（t）= Tj 十 Th （t） * t）（3-3）J """ - I 式中： 1 . I （ j j ITj 混凝土澆筑溫度（C）；Ti mt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、

3、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)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根據(jù)公式（3

4、-3） , Tj取25C,七取澆筑層厚1.5m齡期3天6天27天計算,Ti =41.32Ti =48.47Ti .=27.903）混凝土表層（表面下50100mmt）溫度（1）保溫材料厚度(3-4)九 x( T2 -Tq)=0.5hKb -X2%九(Tmax - 丁2)式中：& 保溫材料厚度（項；入x所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/（m K）;T2混凝土表面溫度（C）；Tq 施工期大氣平均溫度（C）；入一一混凝土導(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, TmaxT2=2025C ;及一一傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0 ,查表3

5、-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7800158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表3-5傳熱系數(shù)修正值保溫層種類K1K1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/

6、、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)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)i(3-6)式中：B 混凝土表面模板及彳護層等的傳熱系數(shù)W/（m2 K）;6 i 各保護層材料厚度（M ;入i 各保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)W/（m K

7、）;斷一一空氣層的傳熱系數(shù)，取 23W/（m2 K）根據(jù)公式（3-6 ） , S i取0.015，入i取0.04 ,計算B =2.39（3）混凝土虛厚度h = k-(3-7)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 ） , 3取2.39 ,計算h'=0.65（4）混凝土的計算厚度H = h + 2h'（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）混凝土表面溫度丁2（。-h )%)- Tq H

8、 2(3-9)式中:T2 （t）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（ml ;H混凝土計算厚度（m）;Ti m 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,下=41.32,Ti =48.47, Ti .=27.90 ,計算T2 =35.20T2 =40.30一 I;.I 1T2（28）=25.63廣 ：.i ii '<ZIl I; . / ；1 /4）混凝土內(nèi)平均溫度:一-':> ' I./ I-7U/ I T - Ti（t） + Txt）Tm （ t

9、） 2（3-10）4. .1根據(jù)公式（3-10） , Ti =41.32, Ti =48.47, Ti 農(nóng)=27.90 , T2（3）=35.20, T2 =40.30, T2 ）=25.63Tm =38.26Tm =44.39 j -:Tm （28） =26.772.大體積混凝土溫度應(yīng)力計算1）地基約束系數(shù)（1）單純地基阻力系數(shù)CXi （N/mm| ，查表3-6表3-6單純地基阻力系數(shù)CXi (N/mri-i)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

10、.601.00C10以上配筋混凝土5000100001.001.502）大體積混凝土瞬時彈性模量LL / /- 0.09 tE（t）= Eo（ 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*10 4? （N/mr2i）;e常數(shù)，取 2.718; 個一一、一7、r| t齡期（d）;根據(jù)公式（3-12）,計算E =7689.47 , ilE（7）=15189.64E （28） =29884.38 ，卜 113）地基約束系數(shù)式中：B （t）1齡期地基約束系數(shù)（mn11）；h混凝土實際厚度（mrm ;CXi單純地基阻力系數(shù)（N/mrr

11、i）;CX2樁的阻力系數(shù)（N/mmi）;E（t）t齡期混凝土彈性模量（N/mr2i）;根據(jù)公式（3-13） , CXi取10000計算B（3）=0.009311B =0.006625B （28） =0.0047234）混凝土干縮率和收縮當(dāng)量溫差混凝土干縮率W二名9（1 一e001t）M 1M 2-M11（3-14）h /式中： ,_ j x !J£ Y（t ）t齡期混凝土干縮率；£ Y0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土極限收縮至，取 3.24*10-4;M、MM1各修正系數(shù)，查表 3-7。根據(jù)公式（3-14）,計算£ 丫=1.49*10 5,& 丫（7） =3.42*10

12、 & 丫（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Mi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(%)M6M7i 1111;M8減水劑M9粉煤 灰摻 量()Mio礦 粉 摻 量(%)Mii礦渣水泥1.253001.00.30.85201.011.11251.250 1f 10.540.001.00無10101低熱水泥1.104001.130.41.0251.221.11301.18.- 10.10.760.050.85有1.3200.86201.01普通水泥1.05001.350.51.21301

13、.4531.09401.10.210.100.76一一300.89301.02火山灰水泥1.06001.680.61.42351.7541.07501.00.31.030.150.68一一400.90401.05抗硫酸鹽水泥0.78402.151.04600.880.41.20.200.61一一一一一一一一一一452.5571700.770.51.310.250.55一一一一一一一一一一一一503.03100.96800.70.61.4一一一一一一一一一一一一一一一一141800.93900.540.71.43一一一一一一一一注：1 C 水力半徑的倒數(shù)，為構(gòu)件截面周長（L）與截面積（F）之比，

14、T=10L/F（mT）； 2 EsFs/EcFc配筋率，Es、Ec鋼筋、混凝土的彈性模量（N/mm 2）,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百分數(shù)。收縮當(dāng)量溫差Y（t）TY （ t） 一（3-15）Ct式中：TY（t）t齡期混凝土收縮當(dāng)量溫差（C）；a 混凝土線Tt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I(lǐng),(3-16)J .二二、口ATi =Tm （ i） -Tm（ i+1）+ Ty（ i+1）- Ty（

15、 i）.1" - 'J" I式中： T 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（C）;Ty（i+1）i區(qū)段收縮當(dāng)量溫差終止值（C）；Ty（i）i區(qū)段收縮當(dāng)量溫差起始值（C）； V y,- |根據(jù)公式（3-16）,計算、二 11I To-3=-11.77 C T3-7=-4.2 C T7-28=26.54 C5）各區(qū)段拉應(yīng)力二二 ESJ1 -ch ( P iL / 2)(3-17)式中:o- ii區(qū)段混凝土內(nèi)拉應(yīng)力（N/mrm）；Eii區(qū)段內(nèi)平均彈性模量（N/mm2）；L混凝土最大尺寸（mrm ;ch雙曲余弦函數(shù)。根據(jù)公式（3-17）,只計算拉應(yīng)力，即只計算（73表3-8松弛系數(shù)S （t）齡期t (d)36912151821% r)、. '11 1 ;242730S(t)0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.3