大体积混凝土温度应力计算

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1、大体积混凝土温度应力计算1.大体积混凝土温度计算1) 最大绝热温升值(二式取其一)(m+K*F)*Q_Tchc*(3-1)h(t)(1emt)3-2)式中：式中：式中：T混凝土最大绝热温升(C)M混凝土中水泥用量kg/m)cF混凝土中活性掺合料用量kg/m)C混凝土比热，取0.97kJ/(kgK)；P混凝土密度，取2400(kg/m)e为常数，取2.71&T混凝土龄期(d)；m系数，随浇筑温度而改变，查表3-2表3-1不同品种、强度等级水泥的水化热水泥品种水泥强度水化热Q(kJ/kg)3d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334

2、表3-2系数m浇筑温度(C)51015202530M(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406根据公式(3-2)，配合比取硅酸盐水泥360kg计算:T=33.21h(3)T=51.02h(7)T=57.99h(28)2) 混凝土中心计算温度3-3)TT+T*(1t)jh(t)(t)式中：T混凝土浇筑温度（C）；T（）t龄期混凝土中心计算温度（c）；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；表3-3降温系数g浇筑层厚度（m）龄期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011

3、.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根据公式（3-3）,T取25C,g取浇筑层厚1.5m龄期3天6天27天计算,j（t）T=41.321（3）T=48.471（7）T=27.901（28）3）混凝土表层（表面下50100m

4、m处）温度（1）保温材料厚度（T-T）6，0.5hK-x2qb（T-T）（3-4）max2式中：5保温材料厚度m）；入一一所选保温材料导热系数W/（mK）；xT混凝土表面温度（C；）2T施工期大气平均温度（C；）丄混凝土导热系数，取.33W/（mK）；T计算的混凝土最高温度（C；）max计算时可取T-T=1520C,T-T=2025C；2qmax2K传热系数修正值，取.32.0查表3-5。b表3-4几种保温材料导热系数材料名称密度kg/m导热系数入材料名称密度kg/m导热系数入建筑钢材780058矿棉、岩棉1102000.0310.065钢筋混凝土24002.331001600.033沥青矿棉

5、毡0.052式中：式中：K值刮大风情况。2根据公式（34）,h取1.5,入x取0.04,入取2.33,水10000.58泡沫塑料20-500.0350.047木模板5007000.23膨胀珍珠岩403000.0190.065木屑0.17油毡0.05草袋1500.14膨胀聚苯板15250.042空气0.03泡沫混凝土0.10表3-5传热系数修正值保温层种类K1K21仅由容易透风的材料组成（如草袋、稻草板、锯末、沙子）2.63.02由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层不易透风的材料1.31.5

6、5仅由不易透风材料组成（如油布、帆布、棉麻毡、胶合板）1.31.5K值一一般刮风情况（风速小于4m/s）T2-Tq取15C,Tmax-T2取25C,Kb取2,计算5=0.015m=15mm2）混凝土表面模板及保温层的传热系数36)式中：B混凝土表面模板及保护层等的传热系数W/（m2K）；5i各保护层材料厚度（m）；入各保温层材料导热系数W/（mK）；31空气层的传热系数，取23W/（m2K）。根据公式（3-6）,5i取0.015,入i取0.04,计算B=2.39（3）混凝土虚厚度3-7)h混凝土的虚厚度(m)；k折减系数，取2/3；入混凝土导热系数，取2.33W/(m2K)；根据公式(3-7)

7、,B取2.39，计算h=0.65(4) 混凝土的计算厚度H，h+2h(3-8式中：H混凝土计算厚度(m)；h混凝土实际厚度(m)；根据公式(3-8),h、取0.65，计算H=2.8(5) 混凝土表面温度4h(H-h)T-T3-9)H取2.8,计算T，T+1(t)q2(t)qH2式中：T混凝土表面温度(C)；2(t)T施工期大气平均温度(C)；h混凝土的虚厚度(m)；H混凝土计算厚度(m)；T混凝土中心温度(C)；根据公式(3-9)，T取20C，h、取0.65,qT=41.32，T=48.47，T=27.90，1(3)1(7)1(28)T=35.202(3)T=40.302(7)T=25.632

8、(28)4) 混凝土内平均温度”T+T3-10)T，Kt)2(t)m(t)式中：根据公式（310）,T=41.32,T=48.47,T1（3）1（7）1（28）=27.90,T=35.20,T=40.30,T=25.632（3）2（7）2（28）T=38.26m（3）T=44.39m（7）T=26.772.大体积混凝土温度应力计算1)地基约束系数(1)单纯地基阻力系数C(N/mm3),查表3-6m（28）土质名称承载力(kN/m2)C推荐值x软黏土801500010.03砂质黏土2504000.030.06坚硬黏土5008000.060.10风化岩石和低强度素混凝土5000100000.601

9、.00C10以上配筋混凝土5000100001.001.50x1表3-6单纯地基阻力系数C(N/mm3)1X112)大体积混凝土瞬时弹性模量EE(1-e-0.09t)(t)0式中：E(C1龄期混凝土弹性模量(N/mm2)；E28d混凝土弹性模量，取3.25*104(N/mm2)；e常数，取2.718；t龄期(d)；根据公式(3-12),计算E=7689.47（3）E=15189.64（7）E=29884.38（28）3）地基约束系数Q（C+C）,x1X2（t）h*E（3-13）（t）式中：t）B1龄期地基约束系数（mm-1）；h混凝土实际厚度（mm）；C单纯地基阻力系数（N/mm2）；x1C桩

10、的阻力系数（N/mm2）；x2E1龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；根据公式（3-13）,C取10000计算x1B=0.009311（3）B=0.006625（7）B=0.004723（28）4）混凝土干缩率和收缩当量温差混凝土干缩率Y（t），s0（1-e-lt）M1M2M11（3-14）式中：e1龄期混凝土干缩率；Y（t）e0标准状态下混凝土极限收缩至，取3.24*10-4；YM、M-M各修正系数，查表3-7。1211根据公式（3-14），计算e=1.49*10-5，e=3.42*10-5，e=12.34*10-5Y（3）Y（7）Y（28）表3-7混凝土收缩变形不同条件影响修正系数水泥品种M

11、1水泥细度(m2/kg)M2水胶比M3胶浆量(%)M4养护时间(d)M5环境相对湿度(%)M6rM7EFs_s-EFcc叫减水剂M9粉煤灰掺量()M“io矿粉掺量(%)M“11矿渣水泥1.253001.00.30.85201.011.11251.2500.540.001.00无10101低热水泥1.104001.130.41.0251.221.11301.180.10.760.050.85有1.3200.86201.01普通水泥1.05001.350.51.21301.4531.09401.10.210.100.76一一300.89301.02火山灰水泥1.06001.680.61.42351

12、.7541.07501.00.31.030.150.68一一400.90401.05抗硫酸盐水泥0.78402.151.04600.880.41.20.200.61一一一一一一一452.5571700.770.51.310.250.55一一一一一一一一一一一一503.03100.96800.70.61.4141800.93900.540.71.43注：1r一一水力半径的倒数，为构件截面周长(L)与截面积(F)之比，r100/F(m-i)；2EsFs/EcFc一一配筋率，Es、Ec一一钢筋、混凝土的弹性模量(N/mm2),Fs、Fc一一钢筋、混凝土的截面积(mm2)；3粉煤灰(矿渣粉)掺量一一指

13、粉煤灰(矿渣粉)掺合料重量占胶凝材料总重的百分数。收缩当量温差TY(t)3-15)式中：Tt龄期混凝土收缩当量温差（C）；Y（t）a混凝土线性膨胀系数，1*10-5（1/C）根据公式（3T5）,计算T=1.49，T=3.42，T=12.34Y(3)Y(7)Y(28)结构计算温差Ti，Tm(i)-Tm(i+1)+TY(i+1)-TY(i)3-16)式中：Ti区段结构计算温度（C）；Tii区段平均温度起始值（C）；Tm（i）i区段平均温度终止值（C）；Tm（i+1）i区段收缩当量温差终止值（C）；Y（i+1）Tji区段收缩当量温差起始值（C）；根据公式（3-16），计算m（i+1）Y（i+1）T=

14、-1177C0-3T=-42C3-7T=26.54C7-285)各区段拉应力q,ETS1-iiich(1L/2)i3-17)式中：oi区段混凝土内拉应力（N/mm?）；iEii区段内平均弹性模量（N/mm2）；Sii区段内平均应力松弛系数，查表3-8；ii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。表3-8松弛系数S（t）龄期t(d)36912151821242730S(t)0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327根据公式(3-17),只计算拉应力，即只计算。3。=0.34N/mm23到指定龄期混凝土内最大应力_i，max(l_v)，i(3-18)i=1式中：v泊桑比，取0.15；根据公式(3-18)，计算max爲5)*34=0-4N/mm26)安全系数fK=,t(3-19)max式中：K大体积混凝土抗裂安全系数，应衣15；f到指定龄期混凝土抗拉强度设计,值取1.1(N/mm2)根据公式(3-19)，计算K=1.1/0.4=2.751.15满足抗裂条件，故知不会出现裂缝