《大体积混凝土温度和温度应力计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大体积混凝土温度和温度应力计算（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大体积混凝土温度和温度应力计算在大体积混凝土施工前，必须进行温度和温度应力的计算，并预先采取相应 的技术措施控制温度差值，控制裂缝的发展，做到心中有数，科学指导施工，确 保大体积混凝土的施工质量。4.1温度计算1、混凝土拌合物的温度混凝土拌合物的温度是各种原材料入机温度的中和。温度计算：水泥：328 Kg70C砂 子：742 Kg35C 含水率为3%石 子：1070Kg35C 含水率为2%水：185 Kg25C粉煤灰：67 Kg35C外加剂：8 Kg30CTO=0.9(MceTce+MsaTsa+MgTg)+4.2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1 (WsaMsaTsa+WgMgTg)
2、-C2 (WsaMsa+WgMg)/4.2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg) 式中：TO混凝土拌合物的温度(C)Mw、Mce、Msa、Mg水、水泥、砂、石每m3的用量(kg/m3)Tw、Tce、Tsa、Tg水、水泥、砂、石入机前温度Wsa、Wg砂、石的含水率(%)CC2水的比热溶(kJ/Kg K)及溶解热(kJ/Kg)C1=4.2，C2=0(当骨料温度0C时)TO=0.9(328 X 70+67 X 35+8 X 30+742 X 35+1070 X 35)+4.2X25(185-742 X 3%-1070 X 2%)+4.2(3% X 742 X 35+2% X 1070 X 35)-0/
3、4.2 X 185+0.9(328+742+1070)=37.49C2、混凝土拌合物的出机温度T=T 0.16 (T -T ) 100 i式中：T1混凝土拌合物的出机温度(C)Ti搅拌棚内温度，约30C. T =37.49 0.16 (37.49-30) =36.3C 13、混凝土拌合物浇筑完成时的温度T2= T1 ( a tt+0.032n)(Ti Ta)C式中：T2混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(C)a 温度损失系数取0.25tt混凝土自运输至浇筑完成时的时间 取0.7hn 混凝土转运次数取3Ta运输时的环境气温取35T =36.3 (0.25X0.7 + 0.032X3)(36.3
4、 35)=35.95C 2混凝土拌合物浇筑完成时温度计算中略去了模板和钢筋的吸热影响。4、混凝土最高温升值T =T2 + QK/10 + F/50式中：Tmax混凝土最高温升值(C)Q 水泥用量约328kgF 粉煤灰用量67kgK 使用42、5普通硅酸盐水泥时取1.25。Tm =35.95 + 328X 1.25/10 + 67/50=78.3C该温度为底板混凝土内部中心点的温升高峰值，该温升值一般都略小于绝 热温升值，一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开 始逐步降温。5、混凝土表面温度规范规定：对大体积混凝土的养护，应采取控温措施，并按要求测定浇筑 后的混凝土表面和内
5、部温度，将温度差控制在25C以内。由于混凝土内部最高温升值理论计算为78.3C，因此将混凝土表面的温度 控制在55C左右，这样混凝土内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度 之差均不超过25C，表面温度的控制可采取调整保温层的厚度来完成。6、保温层厚度计算保温采用蓄水保温，底板厚1.0m和0.6m，承台深度较深，以深8m的承台 来计算。砼终凝后，在其表面蓄存一定深度的水，由于水的导热系数为0.58W/MK， 具有一定的隔热保温效果，这样可延缓混凝土内部水化热的降温速率，缩小砼中 心和砼表面的温度差值，从而可控制砼的裂缝开展。根据热交换原理，每一立方米砼在规定时间内，内部中心温度降低到表面 温
6、度时放出的热量，等于砼在此养护期间散失到大气中热量。此时砼表面所需的 热阻系数，按下式计算：R=XM(Tmax-Ti)K/(700T2+0.28Mc W)式中：R混凝土表面的热阻系数(K/W)X混凝土维持到指定温度的延续时间(h)，21天X24h/天二50第M混凝土结构物的表面系数M=F/VF结构物与大气接触的表面面积(m2)V结构物的体积(m3)Tmax混凝土中心最高温度(C)Ti混凝土表面的温度(C)，取55C。K传热系数的修正值，蓄水养护时取1.3。700混凝土的热容量，即比热与表观密度的乘积(KJ/m3 K)T2混凝土浇筑、振捣完毕开始养护时的温度(C)Mc每立方米混凝土中的水泥用量(
7、Kg)W混凝土在指定龄期内水泥的水化热(KJ/Kg)，取375KJ/Kg。以核心筒 深承台来计算：F=21.4X21.4V=21.4X21.4X4M=F/V=1/4=0.25考虑电梯井集水井的井壁等散热，取M=0.5R=504 X0.5X (78.3-55) X 1.3/(700 X 35.95+0.28 X 328 X 375)=0.238砼表面蓄水深度：hs=R =0.238X0.58=0.14m考虑到预测的温度有差异，加之水的保温性能不是很好，蓄水厚度过薄受 气候影响较大，因此采用蓄水40cm厚，足以起到保温效果。同理可推，1m和0.6m 厚板蓄水20cm足以满足要求。4.2温度应力计算
8、混凝土浇筑后18d左右，水化热量值基本达到最大，所以计算此时温差和 收缩差引起的温度应力。1、混凝土收缩变形值计算Sy =Sy0(1 e-0.01t) XMXMXMXXM(t)12310式中：Sy（t）各龄期混凝土的收缩变形值Sy标准状态下混凝土最终收缩量，取值3.24X10-4e常数，为2.718t从混凝土浇筑后至计算时的天数M、M、MM 考虑各种非标准条件的修正值，按简明施工计算12310手册表 5-55 取用，M=1.0、M=1.35、M=1.0、M=1.41、M=1.0、M=0.93，M=0.77,1234567M1.4、M1.0，M10=0.9Sy（18）=3.24X10-4（1 2
9、.718-0.01x18）X1X1.35X1X1.42X1X0.93X0.77X1.4X1X0.9=0.93 X 10-42、混凝土收缩当量温差计算Ty（t）=-式中：Ty（t）各龄期混凝土收缩当量温差（C），负号表示降温。Sy（t）各龄期混凝土的收缩变形值a 混凝土的线膨胀系数，取1.0X10-5Ty（t）=-0.93X10-4/1.0X10-5=-9.3C3、混凝土的最大综合温度差丁二2/3“ +Ty（t）Tn式中：AT混凝土的最大综合温度差（C）T2 混凝土拌合经运输至浇筑完成时的温度（C）丁呻混凝土最高温开值(C)Ty(t)各龄期混凝土收缩当量温度(C)Tn混凝土浇筑后达到稳定时的气温
10、，取55CT=35.95+2/3X78.3+(-9.3) 35=43.85C4、混凝土弹性模量计算E(t)=Ee(1 e-0.09t)式中：E(t)混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2)Ee混凝土的最终弹性模量(N/mm2),可近视取28d的弹性模量。t混凝土从浇筑后到计算时的天数E(18)=3.15X104(1 2.718 -0.09X18 )=2.527X 104 N/mm25、混凝土温度收缩应力计算由于基础底板两个方向的尺寸都比较大，所以需考虑两个方向所受的外约 束来进行计算：5=E(t) a.TH(t).R /1y式中：6混凝土的温度应力(N/mm2)H(t)考虑徐变影响的松弛
11、系数，简明施工手册表5-57，取 0.389R 混凝土的外约束系数(1) 地基对基础约束的Cx1值一般砂质粘土地基Cx1=0.06N/mm3(2) 桩基对基础约束的Cx2值Cx2=P/FP=4EI(KnD/4EI)3式中：F每根桩分担的地基面积Kn地基水平侧移刚度(0.01N/mm3)E桩的弹性模量3.0*104(Mpa)I桩的惯性矩521*107(mm4)D一桩的直径P=4 X 3.0 X 104 X 521 X 107 X (1 X 10-2 X 2300/4 X 3.0 X 104 X 521 X107)3=5.1X104N/mmF=21.4X21.4/36=12.721m2=12.72X 106mm2Cx2=5.1 X 104/12.72 X 106=0.4 X 10-2N/mm3(3) 地基水平阻力系数Cx=Cx1+Cx2=6.4X10-2N/m3Y混凝土的泊松比，取0.155 =-2 . 5 2 7X 104X 1.0X 105 X 43 . 85 X 0. 389 X 0 . 064/1 0.15=0.325N/mm2C%砼的抗拉强度设计值为1.65 N/mm2,龄期18d的混凝土强度可达设计强 度的 95%以上，取 95%,为 1.5675 N/mm2K=1.5675/0.325=4.81.15满足要求式中K抗裂安全度
