大体积混凝土温度计算

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1、10-7-2-1大体积混凝土温度计算公式1最大绝热温升（二式取其一）(1)Th=(mc+kF)Q/cpTh=mc-Q/cp(1e-mt)10-43)式中Thmc；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10-81；0.97 kJ/ (kg - K);2400( kg/m3) ；P 混凝土密度、取浇筑温度（）m （ l/d ）50.295100.318150.340200.362250.384300.406水泥品种水化热Q（kJ/kg）水泥强度等级3d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5

2、250271334矿渣水泥32.5180256334不同品种、强度等级水泥的水化热强度等级水泥的水化热表10-81c混凝土比热、取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10-82。系数m表10-822混凝土中心计算温度Ti=Tj+Th七式中Ti（t）t龄期混凝土中心计算温度（C）；Tj混凝土浇筑温度（C）；（t）t龄期降温系数、查表10-83。降温系数己表10-83浇筑层厚度龄期t（d）(m)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.50

3、0.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.243.混凝土表层（表回卜50100mm处）涵1度1)保温材料厚/及（或蓄水赤+闵采度）(10-45)S=0.5h入x(T2-Tq)Kb/入(Tmax一丁2)式中6保温材料厚度（m）;所选保温材料导热系数W/（mK）查表10-84;几种保温材料导热系数表 10

4、-84材料名称密度(kg/m3)导热系数入W/（m-K）材料名称密度(kg/m3)导热系数入W/（m-K）建筑钢材780058矿棉、岩棉1102000.0310.06钢筋混凝土24002.33沥青矿棉毡1001600.0330.052水0.58泡沫塑料20500.0350.047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沥青蛭石板3504000.0810.105空气0.03膨胀蛭石802000.0470.07泡沫混凝土0.10T2混凝土表面温度（C）Tq一施工期大气平均温度（C）入一一混凝土导热系数，

5、取2.33W/（mK）;Tmax一一计算得混凝土最高温度（C）计算时可取T2Tq=1520cTmax=T2=2025cKb一一传热系数修正值，取1.32.0,查表10-85。传热系数修正值表10-85KiK22.63.02.02.31.61.9保温层种类纯粹由容易透风的材料组成（如：草袋、稻草板、锯末、砂子）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在易透风保温材料上铺一层不易透风材料4在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料5纯粹由不易透风材料组成(如：油布、帆布、棉麻毡、胶合板)1.31.31.51.5注：1.Ki值为一般刮风情况(风速v4m/s,结构位置25m);2K2值为刮大

6、风情况。2)如采用蓄水养护，蓄水养护深度hw=xM(Tmax-T2)Kb入w/(700Tj+0.28mc-Q)(10-46)式中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混凝土结才表面系数(1/m),M=F/V;F与大气接触的表面积(m2);V混凝土体积(m3)；TmaxT2一般取2025(C)；Kb传热系数修正值；700折算系数kJ/(m3K);入w水的导热系数，取0.58W/(mK)。3)混凝土表面模板及保温层的传热系数B=1/26i/6i+1/Bq(10-47)式中混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/(m2-K);6i各保温材料厚度(m);入i各保

7、温材料导热系数W/(mK);Bq空气层的传热系数，取23W/(m2-K)。4)混凝土虚厚度h=k入/0(10-48)式中h混凝土虚厚度(m)；k折减系数,取2/3;入一一混凝土导热系数，取2.33W/(mK)。5)混凝土计算厚度H=h+2h(10-49)式中H混凝土计算厚度(m)；h混凝土实际厚度（m）。6）混凝土表层温度T2=Tq+4h（Hh）Ti一Tq/H2（10-50）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（）。4混凝土内平均温度Tm（t）=T1（t）+T2（t）/2（10-51）10-7-2-

8、2应力计算公式1地基约束系数（1）单纯地基阻力系数Cx1（N/mm3），查附表10-86单纯地基阻力系数Cx1（N/mm3）表10-86土质名称承载力（kN/m2）Cx1推荐值软粘土801500.010.03砂质粘土2504000.030.06坚硬粘土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）桩的阻力系数Cx2=Q/F（10-52）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）；当桩与结构较接时Q=2EIKnD/（4EI）3/4当桩与结构固接时Q=4EIKnD/（

9、4EI）3/4E桩混凝土的弹性模量（N/mm2）;I桩的惯性矩（mm4）；Kn地基水平侧移刚度，取1x10-2（N/mm3）;D桩的直彳或边长（mm）;F每根桩分担的地基面积（mm2）。（3）大体积混凝土瞬时弹性模量E（t）=Eo（1e-0.09t）（10-53）式中E（t）龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；E028d混凝土弹性模量（N/mm2），查附表10-87；混凝土常用数据表10-87强度等级弹性模量E(X104N/mm2)强度标准值（N/mm2）强度设计值（轴心抗压fcN/mm2)抗拉ft轴心抗压fck抗拉ftkC7.51.4550.753.70.55C101.756.70.9050.

10、65C152.20101.207.50.90C202.5513.51.50101.10C252.80171.7512.51.30C303.00202.00151.50C353.1523.52.2517.51.65C403.25272.4519.51.80C453.3529.52.6021.51.90C503.45322.7523.52.00C553.55342.85252.10C603.60362.9526.52.20e常数，取2.718;t龄期（d）。（4）地基约束系数B=（Cxi+Cx2）/h,E（t）（10-54）式中B（t）t龄期地基约束系数（1/mm）；h混凝土实际厚度（mm）;Cx

11、1单纯地基阻力系数（N/mm3）,查表10-86;Cx2桩的阻力系数（N/mm3）;E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mm）。2混凝土干缩率和收缩当量温差（1）混凝土干缩率丫=0y（l-e-0.01t）MiM2M10（10-55）式中e丫（t）t龄期混凝土干缩率；e0Y标准状态下混凝土极限收缩值，取3.24X10-4;Mi-M2-M10各修正系数，查表10-88。修正系数M1-M10表10-88水泥品种M1水泥细度（cm2/g）M2骨料品种M3W/CM4水泥浆量（）M5普通水泥矿渣水泥1.0015000.92花岗岩1.000.20.65150.901.2520000.93玄武岩1.000.30

12、.85201.00快硬水泥1.1230001.00石灰岩1.000.41.00251.20低热水泥1.1040001.13砾岩1.000.51.21301.45石灰矿渣水泥1.0050001.35无粗骨料1.000.61.42351.75火山灰水泥1.0060001.68石英岩0.800.71.62402.10抗硫酸盐水泥0.7870002.05白云岩0.950.81.80452.55矾土水泥0.5280002.42砂岩0.90-503.03初期养护时值（d）M6相对湿度W（）M7L/FM8操作方法配筋率M9EaFa/EbFbM10121.11251.2500.54机械振捣1.000.001.

13、0031.09301.180.10.76人工振捣1.100.050.8641.07401.100.21.00蒸汽养护0.850.100.7651.04501.000.31.03高压釜处理0.540.150.6871.00600.880.41.200.200.61100.96700.770.51.310.250.5514180.93800.700.61.4040900.93900.540.71.43900.930.81.44注：L底板混凝土截面周长；F底板混凝土截面面积;Ea、Fa钢筋的弹性模量、截面积；Eb、Fb混凝土弹性模量、截面积。（2）收缩当量温差Ty=gy（t）/a（10-56）式中T

14、Y（t）t龄期混凝土收缩当量温差（）；混凝土线膨胀系数，1X10-5（1/C）0结构计算温差（一般3d划分一区段）ATi=Tm(i)Tm(i+3)+Ty(i+3)Ty(i)(10-57)式中ATii区段结构计算温差（C）；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（C）；TY（t）i区段收缩当量温差始始值（C）04 .各区段拉应力(10-58)G=E；-a*-Si1-l/ch（ftL/2）|式中o-ii区段混凝土内拉应力（N/mm2）;Ei区段平均弹性模量（N/mm2）;Sii区段平均应力松弛系数，查表10-89;松弛系数

15、S（t）表10-89龄期t（d）36912151821242730S0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327二一一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。5 .到指定期混凝土内最大应力nmax1/（1）i（10-59）i1式中（Tmax到指定期混凝土内最大应力（N/mm2）;一一一泊桑比，取0.15。6 .安全系数K = ft/ (Tmax(10-60)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强度设计值（N/mm2),查表 10-87。10-7-2-3平均整浇长度（伸缩缝间距）1 .混凝土极

16、限拉伸值p=7.5工（0.1+t/d）10-4（lnt/ln28）（10-61）式中eP混凝土极限拉伸值；ft混凝土抗拉强度设计值（N/mm2）;-配筋率（）,（i=Fe/Fc；d钢筋直径（mm）;ln以e为底的对数；t指定期龄期（d）;Fa钢筋截面积（rn2）；Fc混凝土截面积（m2）。2 .平均整浇长度（伸缩缝间距）%=1/JT*云心*上从1-4T0,4丁小）（10-62）式中Lcp平均整浇长度（伸缩缝间距）（mm）;h混凝土厚度（mm）;E（t）指定时刻混凝土弹性模量（N/mm2）;Cx地基阻力系数（N/mm3）,Cx=Cxi+Cx2；arch反双曲余弦函数；T指定时刻的累计结构计算温差

17、（C）o10-7-3大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。10-7-3-1降低水泥水化热和变形1 .选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。2 .充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1C。3 .使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合

18、料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。4 .在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。5在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。6在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。7改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用小8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。（8）

19、设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。10-7-3-2降低混凝土温度差1选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。2掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。3在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。10-7-3-3加强施工中的温度控制1在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温

20、，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。2采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。3加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25以内，基面温差和基底面温差均控制在20以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。4合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。10-7-3-4改善约束条件，削减温度应力1采

21、取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。2对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设3050mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。10-7-3-5提高混凝土的极限拉伸强度1选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。2采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。3在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底、顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝的出现。