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）（me K * F ）* Qc * pme（1mt（3-1）（3-2）Th混凝土最大絕熱溫升C）；M混凝土中水泥用量（kg/m ）；F混凝土中活性摻合料用量（kg/m ）；c混凝土比熱，取 0.97kJ/（kg K）；P-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3-2h（t）式中: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42.531435437532.5250r271334礦

2、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（28）=57.992）混凝土中心計算溫度TK t） = TjTh（ t）*（ t）（3-3）式中:Tj 混凝土澆筑溫度C）;Ti（t）t齡期混凝土中心計算溫度（C）;E （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)E澆筑層 厚度（m齡期t (d)369121518212427301.

3、00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.04 J0.031.500.490.460.380.290.210.15 :0.12 :0.08 :0.05 :0.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.36 :0.30 :0.25 :0.21：0.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根據(jù)公式（3-3）, T取25C,E （t）取澆筑層厚1.5m齡期3天6天27天計算,Ti(

4、3)=41.32Ti(7)=48.47Ti(28)=27.90二 0.5hK(K -Tx'1 21 q7b( T- Tmax2)式中:S-保溫材料厚度（m ；入x所選保溫材料導熱系數(shù)W/(m K)；T2-混凝土表面溫度（C）；3）混凝土表層（表面下50100mn處）溫度（1）保溫材料厚度Tq施工期大氣平均溫度（C）；入一一混凝土導熱系數(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, Tmax-T2=2025C；&傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0，查表3-5(3-4)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)入材

5、料名稱密度kg/m3導熱系數(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

6、.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）1.31.5Ki值一一般刮風情況（風速小于 4m/s） K2值一一刮大風情況。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 25°C, 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)(3-6)£Fq式中：B 混凝土表面模板及保護層等的傳熱系數(shù)W/（m2 K）;“一一各保護層材料厚度（m）;入i各保溫層材料導熱系數(shù)W/（m K）;B q空氣層的傳熱系數(shù)，取 23W

7、/（m2 K）。根據(jù)公式（3-6）,8 i取0.015，入i取0.04，計算B =2.39（3）混凝土虛厚度h =：(3-7)式中:h、混凝土的虛厚度（m ；k折減系數(shù)，取2/3 ;入一一混凝土導熱系數(shù)，取 2.33W/（m2 K）;根據(jù)公式（3-7）, B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（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T2（ t）式中：Tq4h （ H -h ）（t）一 Tq（3-9）T2（ t）混凝土表面溫度C）；Tq施工期大氣平均

8、溫度（C）h'混凝土的虛厚度（m ； h混凝土計算厚度（m ； Ti（ t）混凝土中心溫度（C）；根據(jù)公式（3-9 ），Tq 取 20C，h' 取 0.65，Ti =41.32， Ti（7） =48.47，Ti（28）=27.90，T2（3） =35.20T2（7） =40.30H取 2.8，計算T2（28） =25.634）混凝土內(nèi)平均溫度Tm （ t）T1（ t）T2（ t）（3-10）根據(jù)公式（3-10）, Ti（3）=41.32 , Ti（7）=48.47, Ti（28）=27.90 ,T2（ 3） =35.20 ,T2（ 7） =40.30 ,T2 （28） =25.

9、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) Gi（ N/mnh），查表3-6表3-6單純地基阻力系數(shù)CX1 （ N/mrr）土質(zhì)名稱承載力（kN/m2）Q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）大體積混凝土瞬時彈性模量-0.09 t、E（ ° 二 E0（ 1 - e ）（3-12）式中：E（t）t齡

10、期混凝土彈性模量（N/mrf）;E 28d混凝土彈性模量，取3.25*10 4（ N/m ；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：B （t） 1齡期地基約束系數(shù)（mm）；h 混凝土實際厚度（mr） CXi單純地基阻力系數(shù)（N/mrf）;CX2樁的阻力系數(shù)（N/mrf）;E（t）t齡期混凝土彈性模量（N/mrf）根據(jù)公式（3-13），CXi取10000計算3 （3）=0.0093113（7）=0.0066253 （28）=0.0047234）混

11、凝土干縮率和收縮當量溫差 混凝土干縮率；Y(t)二 f(1 e-°.01t) MM2 M 11(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;M、MM1各修正系數(shù)，查表 3-7。根據(jù)公式（3-14）,計算E 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M水泥細度2 (m /kg)M2水膠比M膠漿量(%)M養(yǎng)護時間(d)M5環(huán)境 相對 濕度(%)MrMEsFsM減水劑M粉煤灰摻量(

12、%)M0礦 粉 摻 量(%)MiECFC1.21.11.20.5礦渣水泥53001.00.30.85201.011255040.001.00無101011.11.11.10.70.81.0低熱水泥04001.130.41.0251.2213080.160.050.85有1.32062011.00.81.0普通水泥1.05001.350.51.21301.4539401.10.210.100.76309302火山灰水1.06001.680.61.42351.7541.0501.00.31.00.150.68400.9401.0泥7305抗硫酸鹽0.7402.151.0600.80.41.20.2

13、00.61水泥8480.71.3452.55717070.510.250.550.9503.03106800.70.61.4140.90.51.418039040.73注：1 r 水力半徑的倒數(shù)，為構(gòu)件截面周長(L)與截面積(F)之比，r=10L/F(m1) ; 2 EsFs/EcFc配筋率，E、Ec鋼筋、混凝土的彈性模量(N/mmb,Fs、F。一一鋼筋、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)。(3-16)(3-17)收縮當量溫差丫（t）Ty（t） =（3-15）式中：Ty（t）t齡期混凝土收縮當量溫差C）； a混凝土線性膨脹

14、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 '： Ti = Tm （ i）- Tm （ L:；1） ' Ty （ L:；1） - Ty（ 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)段收縮當量溫差終止值（C）；Ty（i） i區(qū)段收縮當量溫差起始值（C）；根據(jù)公式（3-16），計算 To-3=-11.77 C T3-7=-4.2 C T7-28=26.54 C5) 各區(qū)段拉應力Ti SJ1i i i ch (丄/2)式中：（T ii區(qū)段混凝土內(nèi)拉應力（N/mr;Eii區(qū)段內(nèi)平均彈性模量（N/mm2）;S i區(qū)段內(nèi)平均應力松弛系 數(shù)，查表3-8;j i區(qū)段平均地基約束系數(shù)L混凝土最大尺寸（mr） 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）,只計算拉應力，即只計算c 32c 3=0.34N/mm到指定