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）(3-1)(3-2)（me + K * F ）* Qc * pme*Q“_mtTh混凝土最大绝热温升C）；M混凝土中水泥用量（kg/m）；F混凝土中活性掺合料用量（kg/m ）；c混凝土比热，取 0.97kJ/（kg K）；P-混凝土密度，取2400 （ kg/m3）;e为常数，取2.718 ;T混凝土龄期（d）;m系数，随浇筑温度而改变，查表3-2式中：（ht)c （1 - e ） c * ：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42.531435

2、437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334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：Th =33.21Th（7）=51.02Th（28）=57.992）混凝土中心计算温度T（ t） Tj Th（ t）* （ t）（3-3）式中:Tj 混凝土浇筑温度C）;Ti（t）t龄期混凝土中心计算温度（C）;E （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；表3-3降温系数E浇筑层 厚度（m龄期t (d)3

3、69121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.4910.460.380.29:0.21r 0.150.120.0810.05 :0.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.00 :0.68 10.670.630.57:0.45r 0.360.300.25 10.21：0.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根据公式（3-3）, T取25C, E （t）取浇筑层厚

4、1.5m龄期3天6天27天计算,Ti（3）=41.32Ti(7)=48.47Ti（28）=27.903）混凝土表层（表面下50100mn处）温度（1）保温材料厚度二 0.5hKX( T2 - Tq)j ( gx -TJX 3-4)式中:S-保温材料厚度（m）;入x所选保温材料导热系数W/(m K)；T2-混凝土表面温度（C）；Tq施工期大气平均温度（C）；入一一混凝土导热系数，取2.33W/（m K）;Tmax计算的混凝土最高温度（C）;计算时可取 T2-Tq=1520C, Tmax-T2=2025C；&传热系数修正值，取1.32.0，查表3-5表3-4几种保温材料导热系数材料名称密度kg/m

5、3导热系数入材料名称密度kg/m3导热系数入建筑钢材780058矿棉、岩棉1102000.0310.065钢筋混凝土24002.33沥青矿棉毡1001600.0330.052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

6、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1.31.55仅由不易透风材料组成（如油布、帆布、棉麻毡、胶合板）1.31.5Ki值一一般刮风情况（风速小于 4m/s） K2值一一刮大风情况。根据公式(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,计算8 =0.015m=15mm（2）混凝土表面模板及保温层的传热系数6(3-6)式中：B 混凝土表面模板及保护层等的传热系数W/（m2 K）;8i各保护层材料厚度（m）;入i各保温层材料导热系数W/（m K）;B q空气层的传热系数，取 23W/（m2 K）

7、。根据公式（3-6）, 8 i取0.015 ,入i取0.04，计算B =2.393）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 ;入一一混凝土导热系数，取2.33W/（m2 K）;根据公式（3-7）, B取2.39，计算h=0.65（4）混凝土的计算厚度H = h 2 h（ 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T2（ t）式中：4h （ H -h ）吐）- Tq（3-9）T2（t）混凝土表面温度C）； Tq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

8、度（m ；Ti（ t）混凝土中心温度（C）；根据公式（3-9 ），Tq 取 20C，h 取 0.65，H 取 2.8，T1（3） =41.32，Ti（7） =48.47，Ti（28）=27.90，计算T2（3） =35.20T2（7） =40.30T2（28） =25.634）混凝土内平均温度T= T1（ t）T2（ t）1 m （ t）（3-10 ）根据公式（3-10）, Ti（3）=41.32 , Ti（7）=48.47, Ti（28）=27.90 ,T2（ 3） =35.20 ,T2（ 7） =40.30 ,T2 （28） =25.63Tm（ 3）=38.26Tm（ 7）=44.39Tm

9、 （28） =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 Gi（ N/mnh），查表3-6表3-6单纯地基阻力系数CX1 （ N/mrr）土质名称承载力（kN/m2）Q推荐值软黏土801500.010.03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5000100000.601.00C10以上配筋混凝土5000100001.001.502）大体积混凝土瞬时弹性模量-0.09 t、E（ t）= E 0（ 1 - e ）（3-12）式中：E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mrf）;E 28d混凝土弹性模量，取3.

10、25*10 4（ N/m ；e常数，取 2.718 ;t 龄期（d）;计算根据公式（3-12）E（ 3） =7689.47E（ 7） =15189.64E（ 28） =29884.383）地基约束系数（C x 1 C x 2）h* E（ t）（3-13）式中：B （t） 1龄期地基约束系数（mm）；h 混凝土实际厚度（mr） CXi单纯地基阻力系数（N/mrf）;CX2桩的阻力系数（N/mrf）;E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mrf）根据公式（3-13），CXi取10000计算（3）=0.009311（7）=0.00662534）（28）=0.004723混凝土干缩率和收缩当量温差 混凝土

11、干缩率；Y（t）二；f（1 _e-0.01t） M 1M M 11（3-14）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至，取3.24*10-4;M、MM1各修正系数，查表 3-7。根据公式（3-14）,计算 Y（28） =12.34*10e 丫（3） =1.49*10-5, y（7） =3.42*10-5,-5表3-7混凝土收缩变形不同条件影响修正系数水泥品种M1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（%）M6rM7EsFsEcFcM8减水剂M9粉煤灰掺量（%）M io矿 粉 掺 量（%）Mii矿渣水泥1.25300

12、1.00.30.85201.011.11251.2500.540.001.00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1.05001.350.51.21301.4531.09401.10.210.100.76300.89301.02火山灰水泥1.06001.680.61.42351.7541.07501.00.31.030.150.68400.90401.05抗硫酸盐水泥0.78402.151.04600.880.41.20.200.61452.5571700.770.51.31

13、0.250.55503.03100.96800.70.61.4141800.93900.540.71.43注：1 r水力半径的倒数，为构件截面周长（L）与截面积（F之比，r=10L/F（m1）；2艮Fs/EcFc配筋率，E、Ec钢筋、混凝土的弹性模量（N/mm2）,Fs、Fc钢筋、混2凝土的截面积（mm） ； 3粉煤灰（矿渣粉）掺量一一指粉煤灰（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）丫（t）（3-15）式中：Ty（t） t龄期混凝土收缩当量温差C）； a 混凝土线性膨胀系数，1*10-5 （1/C）;根据公式（3-15），计算Ty（3）=1.49， Ty（7）=3

14、.42， Ty（28）=12.34结构计算温差二 Ti = Tm （ i）- Tm （ n：；1） Ty （ i：:；1） - Ty （ i）（ 3-16）式中： T i区段结构计算温度（C）；Tm（ i ） i区段平均温度起始值（C）；Tm（ i+1 ） i区段平均温度终止值（C）；Ty（i+1） i区段收缩当量温差终止值（C）；Ty（i） i区段收缩当量温差起始值（C）；根据公式（3-16），计算 To-3=-11.77 C T3-7=-4.2 C T7-28=26.54 C5）各区段拉应力Er TiSi1ch （iL/2）（3-17）式中：Z ii区段混凝土内拉应力（N/mr；Eii区段

15、内平均弹性模量（N / mm2）；S i区段内平均应力松弛系 数，查表3-8;7 i区段平均地基约束系数L混凝土最大尺寸（mr） 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Z 32Z 3=0.34N/mm到指定龄期混凝土内最大应力ni =1(3-18)式中：v 泊桑比，取0.15 ;计算_ 1，max 二(1 - 0.15 )*0.3424 N/mm根据公式（3-18）,6）安全系数K丄max(3-19)式中：1.15 ;,取 1.1 (N/mr2);K大体积混凝土抗裂安全系数，应 f t 到指定龄期混凝土抗拉强度设计值 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