第三章大体积混凝土施工高等教学

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1、第第3 章章 大体积混凝土施工大体积混凝土施工教学内容教学内容： 大体积混凝土温度裂缝； 大体积混凝土的温度应力； 大体积混凝土的温度裂缝的控制措施1高级教学教学要求教学要求：了解大体积混凝土温度裂缝控制措施;了解大体积混凝土温度裂缝产生的机理和温度应力计算方法；掌握温度裂缝控制的措施。2高级教学大体积混凝土定义大体积混凝土定义： 日本日本：“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25的混凝土，称为大体积混凝土。”我国我国：“混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土3高级教学第一节第一节

2、大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土由于截面大、水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化，由于外部的热量散失较快，而内部的热量不易散失，造成混凝土各个部位之间的温度差和温度应力，从而产生温度裂缝。一一 裂缝种类裂缝种类 1、按产生原因分为：按产生原因分为： 荷载作用下的裂缝(约占10%)、 变形作用下的裂缝(约占80%)、 耦合作用下的裂缝(约占10%)。4高级教学 2、按裂缝有害程度分：按裂缝有害程度分： （1）有害裂缝有害裂缝： 有害裂缝有害裂缝是裂缝宽度对建筑物的使用功能和耐久性有影响； 通常裂缝宽度略超规定20%的为轻度轻度有害裂缝有害裂缝，超规定50%

3、的为中度中度有害裂缝有害裂缝，超规定100%的(指贯穿裂缝和纵深裂缝)为重度有害裂为重度有害裂缝缝。 （2）无害裂缝无害裂缝： 5高级教学3 3、按裂缝出现时间分为按裂缝出现时间分为 早期裂缝早期裂缝(328 天)、 中期裂缝中期裂缝(28180 天) 晚期裂缝晚期裂缝( (180720天，最终20 年)6高级教学4 4、按深度一般可分为按深度一般可分为 （1） 表面裂缝、表面裂缝、 表面裂缝表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且易产生应力集中，故能促使裂缝进一步开展。 7高级教学（2）深层裂缝深层裂缝 ： 深层裂缝深层裂缝部分切断了结构断面也有一定危害性8高

4、级教学（3 3）贯穿裂缝贯穿裂缝 贯穿裂缝贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构整体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严重； 9高级教学二、二、 裂缝产生的原因裂缝产生的原因 内因内因：混凝土内外温差产生应力和应变； 外因：外因：是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变； 一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。1. 1. 水泥水化热水泥水化热 水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失； 随着混凝土龄期的增长，以至产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗温度应力时，便开始出现温度裂缝。10高级教

5、学 2. 2. 外界气温变化外界气温变化 外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，如果外界温度下降，则会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界温度骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温差，这对大体积混凝土极为不利。 11高级教学3. 3. 约束条件约束条件 结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称“约束约束”，大体积混凝土由于温度变化产生变形，这种变形受到约束才产生应力；在全约束条件下，混凝土结构的变形： =T 式中： 混凝土收缩时的相对变形； T混凝土的温度变化量； 混凝土的温度膨胀系数。 当超过混凝土的极限拉伸值时，结构便出现裂缝。12高级教学4. 4. 混凝土收缩变形混凝土收

6、缩变形 混凝土的拌和水中，80%左右的水都是要被蒸发的，混凝土中多余水分的蒸发会引起混凝土体积收缩，这种干燥收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，即产生收缩应力收缩应力。收缩当量温差：收缩当量温差： 在大体积混凝土温度裂缝的计算中，可将混凝土的收缩值换算成相当于引起同样温度变形所需要的温度值，即“收缩当量温差” 。13高级教学第二节第二节 大体积混凝土的温度应力大体积混凝土的温度应力一、一、大体积混凝土温度应力特点大体积混凝土温度应力特点 混凝土内部的最高温度最高温度，由浇筑温度、水泥水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成； 由于混凝土结构的热传导性能差，其周围环境气温以及日

7、辐射等作用将使其表面温度迅速上升(或降低)，在混凝土结构中形成较大的温差，会产生相当大的温度应力。 14高级教学二、大体积混凝土温度应力计算二、大体积混凝土温度应力计算1. 1. 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算1) 1) 最大绝热温升最大绝热温升( (二式取其一二式取其一) ) Th =（mc+KF）Q/(c) Th =mcQ （1emt） /(c) Th混凝土最大绝热温升； mc混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量kg/m3 ； F混凝土活性掺合料用量( kg/m3 )； K掺合料折减系数,粉煤灰取0.250.30； Q水泥28d 水化热( kJ/kg )查表3-1； C混凝土比热，取0

8、.97 kJ/(kg K) ； 混凝土密度，取2400( kg/m3)； e为常数，取2.718； t混凝土的龄期(d)； m系数，随浇筑温度改变，查表3-2。 15高级教学16高级教学2) 2) 混凝土中心计算温度混凝土中心计算温度 T1(t) =Tj+Th (t) 式中：式中： T1(t ) t 龄期混凝土中心计算温度； Tj混凝土浇筑温度()； (t)t 龄期降温系数，查表3-3 同时要考虑混凝土的养护、模板、外加剂、掺合料的影响。17高级教学18高级教学3) 混凝土表层混凝土表层(表面下表面下50100mm 处处)温度温度(1) 保温材料厚度保温材料厚度(或蓄水养护深度或蓄水养护深度)

9、 = 0.5 hx (T2 -Tq ) Kb/(TmaxT2)式中式中： ：保温材料厚度(m)； x：所选保温材料导热系数W/(mK) 查表3-4。T2：混凝土表面温度()；Tq：施工期大气平均温度()；：混凝土导热系数，取2.33W/(m K) ；Tmax：计算的混凝土最高温度()；计算时可取T2Tq =1520，(TmaxT2 )=2025；K b：传热系数修正值，取1.32.0，查表3-5。19高级教学 20高级教学 21高级教学(2) (2) 如采用蓄水养护，蓄水养护深度。如采用蓄水养护，蓄水养护深度。h w =xM(Tmax T2)Kbw/(700Tj j+0.28mcQ ) 式中：

10、 hw ：养护水深度(m)；X：混凝土维持到指定温度的延续时间，即蓄水养护时间(h)；M：混凝土结构表面系数(m1)，M =F/V ；F：与大气接触的表面积(m2)；V：混凝土体积(m3)；TmaxT2 ：般取2025；Kb：传热系数修正值；700：折算系数kJ/(m3 K)；w：水的导热系数，取0.58W/(mK)22高级教学 (3) 混凝土表面模板及保温层的传热系数混凝土表面模板及保温层的传热系数。=1/i /i+1/q 式中：式中：混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/(mK)；i ：各保温层材料厚度(m)；i：各保温层材料导热系数W/(mK)；q：空气层的传热系数，取23W/(m2K)

11、。23高级教学(4) (4) 混凝土虚厚度混凝土虚厚度h=k/式中： h：混凝土虚厚度(m)； k：折减系数，取2/3； ：混凝土导热系数， 取2.33W/(mK)。24高级教学(5) (5) 混凝土计算厚度。混凝土计算厚度。H=h+ 2h 式中： H：混凝土计算厚度(m)； h：混凝土实际厚度(m)。25高级教学(6) 混凝土表层温度混凝土表层温度 T2(t )=Tq+4h(Hh)T1(t )Tq /H2式中： T2(t )：混凝土表面温度()； Tq ：施工期大气平均温度()； h：混凝土虚厚度(m)； H：混凝土计算厚度(m)； T1(t )：混凝土中心温度()。26高级教学4) 4)

12、混凝土内平均温度混凝土内平均温度。Tm(t)=T1(t)+T2(t)/227高级教学2. 大体积混凝土温度应力计算大体积混凝土温度应力计算1) 地基约束系数地基约束系数(1) 单纯地基阻力系数x1 C ( N/mm3 )，查表3-6。 表3-6 单纯地基阻力系数x1 C ( N/mm3 )28高级教学(2) 桩的阻力系数桩的阻力系数 Cx2 =Q /F 式中：Cx2 ：桩的阻力系数(N/mm3)；Q：桩产生单位位移所需水平力( N/mm )； 当桩与结构铰接时 Q =2EIKnD/4EI)3/4 当桩与结构固接时 Q =4EIKnD/(4EI)3/4E：桩混凝土的弹性模量( N/mm2 )；I

13、：桩的惯性矩(mm4 )；K n：地基水平侧移刚度，取102(N/mm3)；D：桩的直径或边长(mm)；F：每根桩分担的地基面积(mm2)。29高级教学2) 大体积混凝土瞬时弹性模量。大体积混凝土瞬时弹性模量。E(t) = E 0(1-e 0.09 t )式中： E(t) ：t 龄期混凝土弹性模量 ( N/mm2 )； E0 ：28d 混凝土弹性模量( N/mm2 )； e常数，取2.718； t龄期(d)。30高级教学3) 地基约束系数。地基约束系数。(t)=(Cx1+Cx2)/(h E (t)1/2式中： (t)：t 龄期地基约束系数(mm1)； h：混凝土实际厚度(mm)； Cx1 ：单

14、纯地基阻力系数(N/mm3)； Cx2：桩的阻力系数(N/mm3)； E (t)：t 龄期混凝土弹性模量(N/mm3)。31高级教学4) 混凝土干缩率和收缩当量温差混凝土干缩率和收缩当量温差混凝土干缩率混凝土干缩率Y(t)=Y0(1e0.01t)M1M2 M3 式中式中： Y(t)：t 龄期混凝土干缩率； Y0：标准状态下混凝土极限收缩值，取3.24104 ； M1M2 M3 ：各修正系数，查表3-7。32高级教学表3-7 修正系数M1 M1033高级教学收缩当量温差收缩当量温差 TY(t)=Y（t）/ TY(t)：t 龄期混凝土收缩当量温差() ：混凝土线性膨胀系数，1105(1/)34高级

15、教学5) 结构计算温差结构计算温差(一般一般3d 划分一区段划分一区段) T i=T m(i)-Tm(i+3)+TY(i+3)-TY(i) 式中：式中： T i：i 区段结构计算温度()； Tm(i)：i 区段平均温度起始值()； Tm(i+3) ：i 区段平均温度终止值()； TY(i+3)：i 区段收缩当量温差终止值() T Y(i)：i 区段收缩当量温差起始值()35高级教学6) 6) 各区段拉应力各区段拉应力i =EiT iSi 11/ch(iL/2)式中： i ：i 区段混凝土内拉应力( N/mm2 )； Ei ：i 区段平均弹性模量( N/mm2 )； Si ：i 区段平均应力松弛

16、系数，查表3-8 i：i 区段平均地基约束系数； L：混凝土最大尺寸(mm)； ch：双曲余弦函数。36高级教学到指定期混凝土内最大应力到指定期混凝土内最大应力max =1/(1 -) 式中： max ：到指定期混凝土内最大应力( N/mm2)； ：泊桑比，取0.15。37高级教学7) 安全系数安全系数K=ft/max式中：式中： K：大体积混凝土抗裂安全系数，应1.15； ft：到指定期混凝土抗拉度设计值(N/mm2 )。38高级教学三三 混凝土拌和温度和浇筑温度计算混凝土拌和温度和浇筑温度计算1. 1. 混凝土拌和温度计算混凝土拌和温度计算 定义定义：混凝土的拌和温度，是指组成混凝土的各种

17、材料经搅拌形成均匀的混凝土出料后的温度，又称为出机温度出机温度计算公式：计算公式：T Tc c=T Ti im mi iC Ci i/ /m mi iC Ci i 式中式中 注注P109(3-25)P109(3-25)错误，改成上式错误，改成上式 Tc ：混凝土的拌和温度()； mi：混凝土组成材料的重量(kg)； Ci：混凝土组成材料的比热(kJ(kgK)1) T i ：混凝土组成材料温度()。39高级教学 若考虑混凝土搅拌时设置搅拌棚设置搅拌棚相对混凝土出机温度的影出机温度的影响，则混凝土的出机出机温度温度为： T TI I = =T Tc c0.16(0.16(T Tc cT Td d

18、) ) 式中： TI一混凝土出机温度()； T d 混凝土搅拌棚温度()；Tc ：混凝土的拌和温度()。40高级教学2. 混凝土浇筑温度计算混凝土浇筑温度计算 定义：定义： 混凝土拌和出机后，经运输运输、平仓、振捣等过程后的温度称为混凝土浇筑温度浇筑温度； 混凝土浇筑温度的影响因素：混凝土浇筑温度的影响因素： 混凝土运输工具类型； 运输时间； 运转时间； 运转次数及平仓； 振捣。41高级教学Tj =Tc+(TqTc)(A1+A2+A3 .+An )式中： Tj ：混凝土浇筑温度()； Tc：混凝土拌和温度()； Tq：室外平均气温()。A1 +A2 +A3 .+An ：温度损失系数温度损失系数

19、，按以下规定取用： 混凝土装卸和运转时，每次A =0.032； 混凝土运输时， A =t ， t 为运输时间(min)，值按表3-9 取值； 浇筑过程中， A = 0.003t ， t 为浇筑时间(min)。42高级教学43高级教学第三节第三节 大体积混凝土温度裂缝的控制措施大体积混凝土温度裂缝的控制措施一一 混凝土材料混凝土材料1. 1. 选择水泥品种选择水泥品种 故选用中低热的水泥品种，可减少水化热，使混凝土减少升温。2. 2. 减少水泥用量减少水泥用量 实验数据表明实验数据表明:每立方米的混凝土水泥用量每增(减)l0kg，水泥水化热使混凝土的温度相对升(降)达1。44高级教学3. 3.

20、选择外加剂选择外加剂 1) 1) 减水剂减水剂 在混凝土中掺入水泥用量约0.25%的木钙减水的木钙减水剂剂，减少减少了10%左右的拌和水拌和水，节约节约了10%左右的水泥水泥，从而降低了水化热。 2) 粉煤灰粉煤灰 粉煤灰可取得降低水灰比、减少水泥浆用量、提高混凝土可泵性等良好的效果。 3) 膨胀剂膨胀剂 在施工中，合理使用补偿收缩混凝补偿收缩混凝土，在结构自防水的同时可以实行无缝设计无缝设计、无缝施工无缝施工，对节约成本、缩短工期有一定的现实意义另一方面45高级教学4) 选择粗、细骨料选择粗、细骨料(1) 含泥量含泥量： 在浇捣混凝土的过程中会发现有泥块，这会降低混凝土的抗拉强度，引起结构严

21、重开裂，因此应严格控制；(2) 骨料粒径骨料粒径： 增大粗骨料的粒径，减少用水量，减小混凝土的收缩和泌水量，减少水泥的用量，减少了水泥的水化热，最终降低混凝土的温升；46高级教学二二 外部环境外部环境1. 混凝土浇筑与振捣混凝土浇筑与振捣 改进混凝土的搅拌工艺对改善混凝土的配合比、减少水化热、提高极限拉伸有着重要的意义。 2. 混凝土浇筑温度混凝土浇筑温度定义定义： 混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温浇筑温度度； 混凝土的最高浇筑温度小于等于40。47高级教学48高级教学49高级教学冬天盖冬天盖“防护被防护被”50高级教学在三期非溢流坝段一个仓号中

22、，施工人员正在铺设通水冷却水管网。 51高级教学3. 3. 混凝土出机温度混凝土出机温度措施：措施：防止太阳的直接照射，可在砂、石子堆场搭设简易遮阳装置，向骨料喷射水雾或使用冷水冲洗骨料。4. 4. 混凝土养护混凝土养护5. 5. 防风和回填防风和回填 措施措施：风速对混凝土的水分蒸发有直接的影响，不可忽视，地下室外墙混凝土应尽量封闭门窗，封闭门窗，减少对流减少对流； 土是最佳的养护介质土是最佳的养护介质，地下室外墙混凝土施工完毕后，在条件允许的情况下应尽快回填。52高级教学三三 约束条件约束条件1. 1. 后浇带后浇带定义：定义： 在现浇钢筋混凝土结构中、在施工期间留设的临时性的温度和收缩变

23、形缝，该缝根据工程安排保留一定时间，然后用混凝土填筑密实成为整体的无伸缩缝结构。53高级教学54高级教学图3.2 后浇带构造55高级教学3、 构造设汁构造设汁 地下室墙体结构设计时应注意构造配筋的重要性，它对结构抗裂性能的影响很大； 对转角处的楼板宜配上下两层放射筋；56高级教学4. 4. 滑动层滑动层 由于边界条件在约束下才会产生温度应力，因此，在与外约束的接触面上设置滑动层可大大减弱外约束；措施措施： 对约束较强的接触面，可在接触面上直接设滑动层： 铺设一层刷有两道热沥青的油毡、铺设1020mm 厚的沥青砂、铺设石屑层。57高级教学5. 缓冲层：缓冲层：在高、低底板交接处和底板地梁等处，用

24、3050mm 厚的聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料做垂直隔离层隔离层，如图 所示，以缓冲基础收缩时的侧向压力。58高级教学6 6、跳仓施工、跳仓施工一般分仓间歇时间710天。上海万人体育场上海万人体育场，周长1100 m，直径300余，采用分块跳仓浇筑分块跳仓浇筑，取消伸缩缝伸缩缝，只有施工缝施工缝，C25 混凝土利用后期强度，优选配合比和外加剂，严格养护，最后只有轻微无害裂缝轻微无害裂缝，经处理使工程完全满足正常使用要求； 与北京工人体育北京工人体育场场相比较(24 条永久伸缩缝)，避免了留设伸缩缝造成的渗漏缺陷。59高级教学四、预应力技术四、预应力技术 采用主动采取措施控制裂缝是施工中对裂

25、缝控制的有效途径之一； 例如，可采用预应力钢筋对超长地下室预应力钢筋对超长地下室外墙弧线外墙弧线、环线形地下室外墙施工中的裂缝进行控制。60高级教学第四节第四节 大体积混凝土施工泌水的防治大体积混凝土施工泌水的防治 在结构四周侧模的底部开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走；利用正式设计的集水坑或人为的“水潭”，将多余水分集中后用专门的软轴泵或隔膜泵抽水排出。61高级教学第五节第五节 大体积混凝土施工算例大体积混凝土施工算例 高层建筑大体积混凝土底板，平面尺寸为62.7m 34.4m，厚为，厚为2.5m，C30 混凝土，混凝土浇筑量为3235m2 ，施工时平均气温为26，所用材料为42.5 号

26、普通水泥号普通水泥，混凝土水泥用量为400 kg/m3 ，中砂、碎石、混凝土的配合比为水泥砂石子=l1.6883.12 ， 水灰比为0.45 ， 另掺1% 的JMIII(混凝土减水微膨胀外加剂) ,经测试，水泥、砂、石子的比热Cc=Cs=Cg=0.84kJ(kgK)1 ，水的比热Cw=4.2kJ(kgK)1 ，各种材料的温度分别为Tc =T g=25， Ts=28，Tw=15。施工方案确定采用保温法以防止水泥水化热可能引起的温度裂缝；试选择保温材料及所需的厚度。62高级教学63高级教学解解 现场测定砂石的含水率分别为Ws=5%，Wg=1% (1) 混凝土的拌合温度混凝土的拌合温度 根据已知条件

27、可用来求出混凝土的拌合温度，见上表 ； Tc= T i miCi /miCi = 66834/2900 =23.05注：（P118错误，改成上式）64高级教学(2) 混凝土的出罐温度混凝土的出罐温度混凝土在现场用二阶式搅拌站搅拌，敞开棚式， 则Ti =Tc =23.0565高级教学(3) 混凝土的浇筑温度混凝土的浇筑温度 根据施工方案，混凝土浇筑每个循环过程中：根据施工方案，混凝土浇筑每个循环过程中：装卸转运3 次；自卸开敞式汽车运输运输时间3min； 平仓振捣至混凝土浇筑完毕共60min，66高级教学装卸转运装卸转运3 次，温度损失系数次，温度损失系数； A1=0.0323=0.096用自卸

28、开敞式汽车运输3min ，查表3-9，=0.0037温度损失系数A2=t=0.00373=0.011167高级教学平仓振捣至混凝土浇筑完毕共60min 损失系数 A3=0.003t =0.00360 =0.18 温度损失系数共计 A=A1+A2+A3 =0.096+0.0111+0.18 =0.2871 68高级教学混凝土的浇筑温度混凝土的浇筑温度 Tj =T c+(Tq Tc)A =23.05+(2623.05)+(2623.05)0.2871=23.9T c：混凝土出机温度 Tq：室外平均温度69高级教学 (4) 混凝土的绝热温升混凝土的绝热温升 混凝土在浇筑后35d 时水化热温度最大，因

29、此，3d 的混凝土绝热温升：T h =mcQ (1emt) /(C) mc=400kg，=2400kg/m3，C=0.97kJ/kgK查P102表3-2 得m=0.38，t=3d；（其中m=0.38为浇筑温度为23.9 的系数，用插入法计算）查表3-1得Q =314kJ/kgK(P119 Q=461错） T h=400314(0.972400)0.654 =35.2 （注：P119 第10行 51.8 错，以下做相应改动，用红色表示）70高级教学(5) 混凝土内部最高温度混凝土内部最高温度：浇筑层厚度为2.5m，龄期为3d 时，查P102，表3-3 得=0.65，即厚度为2.5米，第3天的降温

30、系数T1(t)=Tj+Th =23.9+ 35.2 0.65 =46.7871高级教学(6) 混凝土的表面温度混凝土的表面温度 施工方案中采用18mm 厚的多层夹板模板，选用20mm 厚的草袋进行保温养护，大气温度Tq=26。混凝土的虚铺厚度：混凝土的虚铺厚度： 先计算混凝土表面模板及保温层的传热系数传热系数 =1/(i/i+1/q)=1/(0.02/0.14+1/23)=5.26m 查表3-4 可得草袋导热系数i=0.14 ， q成为空气的传热系数，取为23W(m2K)1 。h=k/=2/32.33/5.26=0.295m72高级教学 混凝土的计算厚度：混凝土的计算厚度：H=h+ 2h=2.

31、5+20.295=3.09m73高级教学 混凝土的表面温度混凝土的表面温度：T2(t)=Tq +4h(Hh)T1(t ) Tq /H2=26+40.295(3.09-0.295)(46.78-26)/3.092=26+0.122.7920.78=32.95计算结果表明：混凝土的中心最高温度与表面温度差为46.7832.95=13.8325；混凝土表面温度与大气温度差为32.95 26 =6.95。 因此，采用在混凝土表面覆盖20mm 厚的草袋作为保温养护措施的方案是可行的。74高级教学【例3.3】 大型设备基础底板长90.8m、宽31.3m、厚2.5m，混凝土为C20，采用60d 后期强度配合

32、比，用32.5 矿渣水泥，水泥用量mc=280kg/m3，混凝土浇筑入模温度Tj=28，施工时平均气温为25，结构物周围用钢模板，在模板和混凝土上表面外包两层草袋保温，混凝土比热C=0.97 kJ /kg K，混凝土密度 =2 400kg/m3。试计算总降温产生的最大温度拉应力及安全系数。75高级教学解 (1) 计算绝热温升值，计算绝热温升值， 按式 T h=mcQ (1emt）/(c)，为简单计只计算3d、7d、28d 的值。T h(3) =280180 (1e0.3973）/(0.972400)=15.1（180为矿渣水泥的3d的水化热P102表31）Th(7) =280256 (1e0.

33、3977） /(0.972400 )=28.9（0.397为浇筑温度为28度的系数m P102表3 2，计算方法：插入法) Th(28)=280334 （1e 0.39728） /(0.972400) = 40.276高级教学(2) 混凝土中心温度计算，混凝土中心温度计算，按式T1(t)=Tj +T h(t) 计算如下。T1(3)=28+15.10.65=37.8（0.65为浇筑厚度2.5米，t=3d的降温系数，见P102表33）T1(7)=28+28.90.6=45.4（ 0.60为浇筑厚度2.5米，t=7d的降温系数，见P102表33根据插入法：0.62-(0.62-0.57)/(9-6)

34、=0.60T1(28)=28+40.20.157=34.377高级教学(3) 混凝土表层温度混凝土表层温度。两层草袋草袋保温按6cm 计，则保温层传热系数=1/i /i +1/q=1/0.06 / 0.14 +1/ 23=2.12 (0.14：草袋的导热系数，23：空气的传热系数，见P104式36）混凝土虚厚度混凝土虚厚度 h =k/=2/32.33 /2.12=0.734 m(2/3：折减系数，2.33：钢筋混凝土的导热系数） 混凝土计算厚度混凝土计算厚度H=h+ 2h=2.5+ 20.734=4.0m混凝土表层温度混凝土表层温度T2(3) =Tq +4h(Hh)T1(3)T q/H2（ T

35、q:混施工期平均温度25度）=25+40.734(4.00.734)(37.825) / 4.02 =32.7T 2(7) = 37.2T 2(28) = 30.678高级教学(4) 混凝土内平均温度T m (3) = 32.7+37.8/ 2 = 35.2T m (7) = 41.3 T m (28) = 32.5 (5) 混凝土干缩率和当量温差，按式(Y t ) =y0(1e 0.01 t ) M1 M2 M10取 y0= 3.24 10-4 ， M1 = 1.25 ， M2 = 1.35 ， M3 = 1.00 ， M4 = 1.64 ， M5 = 1.00 ， M6= 0.93 ，M7

36、 = 0.54 ， M8 = 1.20 ， M9 = 1.0 ， M10 = 0.9 （M1-M10,修正系数，P106)， =1.0105 ，则收缩当量温差收缩当量温差: TY(t)=Y（t）/Y (3)=0.110-4， TY (3)= 1Y (7)=0.2210-4 ，TY (7)=2.2Y(28)=0.7910- 4， TY(28)=7.979高级教学(6) (6) 结构计算温差，按式结构计算温差，按式T i=Tm(i)Tm(i + 3)+TY(i + 3)TY(i) T i i 区段结构计算温度()； Tm(i) i 区段平均温度起始值()； Tm(i+3) i 区段平均温度终止值(

37、)； TY(i+3)i 区段收缩当量温差终止值() T Y(i) i 区段收缩当量温差起始值()T1=2835.2+1=6.2T2=35.241.3+2.21=4.9T3=41.332.5+7.92.2 =14.5(7)计算各龄期的混凝土弹性模量，按式E (t )=E 0(1e 0.09 t)E (3)=2.55104(1e 0.09 3) =0.603104 N/mm280高级教学E(7)=1.19104N/mm2E(28)=2.34104N/mm2 81高级教学(8)地基约束系数， 按式 (t ) =(C x 1 + C x 2)/ (hE(t) )1/2，取C x 1= 0.02 (P1

38、05软粘土的单纯地基阻力系数），则 (3) = (0.02 / 25000.603104 )1/2 = 3.65105 /mm (7) =2.59105 /mm (28) =1.85105 /mm。82高级教学(9) 各区段拉应力各区段拉应力计算： i = E i T i S i 11/ ch( i L / 2) 各区段平均弹性模量各区段平均弹性模量E1=(0+ 0.603)104 /2= 0.302104 N/mm2E2=(1.19+0.603)104 /2=0.897104 N/mm2E3=(1.19+ 2.34)104 /2= 1.77104 N/mm2各区段平均应力松弛系数各区段平均应

39、力松弛系数（P107表38，s0=1,0.57,0.51,0.335分别为为0、3、6、9天的松弛系数）S1=(1+ 0.57)/2= 0.785 S2=(0.51+ 0.57)/2= 0.54 S3=(0.785 +0.335 )/2= 0.42383高级教学各区段平均地基约束系数1 =3.65105 /mm2 =(3.65+2.59)/2105 /mm =3.12 10-5 /mm3 = (1.85+2.59)/2105 =2.22 10-5 /mm 只计算拉应力 i = E i T i S i 11/ ch( i L / 2) 3 =1.77104 10514.50.42311/ ch(

40、90 8002.22105/ 2) =0.39 N/mm2(10) 混凝土内最大应力计算： 按式 max=1/(1- ) =1/(10.15)0.39=0.46 N/mm2(0.15百桑比）混凝土抗拉强度设计值取 1.1 N/mm2，则安全系数 K=ft / max = 1.1/ 0.46 = 2.4 1.15满足抗裂条件，故知不会出现裂缝84高级教学课堂作业：将该题大型设备基础底板长100m、宽40m、厚4m，混凝土为C25，采用60d 后期强度配合比，用42.5 硅酸盐水泥，水泥用量mc=280kg/m3，混凝土浇筑入模温度Tj=28，施工时平均气温为25，结构物周围用钢模板，在模板和混凝土上表面外包两层草袋保温，混凝土比热C=1.0 kJ /kg K，混凝土密度 =2400kg/m3。试计算总降温产生的最大温度拉应力及安全系数。85高级教学