大体积混凝土温度应力计算

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）(mcK*F)*Q(3-1)Th(t)mc*Qc(1emt)(3-2)式中：Th混凝土最大绝热温升（C）；3M混凝土中水泥用量（kg/m）;F混凝土中活Tt掺合料用量（kg/m3）;C-混凝土比热，取0.97kJ/（kg-K）;混凝土密度，取2400（kg/m3）;e为常数，取2.718;T混凝土龄期（d）;m-一系数，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32.5

2、180256334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=51.02Th函=57.992）混凝土中心计算温度Ti（t）TjTh（t）*（t）（3-3）式中：Tj混凝土浇筑温度（C）；Timt龄期混凝土中心计算温度（C）；己mt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)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.01

3、1.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根据公式（3-3）,T取25C,己取浇筑层厚1.5m龄期3天6天27天计算,Ti=41.32Ti=48.47T1.=27.903）混凝土表层（表面下50100mmt）温度（1）保温材料

4、厚度x(T2-Tq)(3-4)0.5hKbx2q-(Tmax丁2)式中： 保温材料厚度（mD;入x所选保温材料导热系数W/（mK）;T2混凝土表面温度（C）；Tq施工期大气平均温度（C）； 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,TmaC2=2025C;及一一传热系数修正值，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/m3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1

5、0000.58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(3-7)保温层种类K11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/、透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层/、透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层/、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刮大风

6、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1i1(3-6)iq式中： 混凝土表面模板及保护层等的传热系数W/(m2K);&i各保护层材料厚度(m1；入i各保温层材料导热系数W/(mK);Bq空气层的传热系数，取23W/(m2K)。根据公式(3-6),Si取0.015，入i取0.04,计算B=2.39(3)混凝土虚厚度式中：h'混凝土白虚厚度（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、7）,B取2.39，计算h'=0.65（4）混凝土的计算厚度Hh2h（3-8）式中：H混凝土计算厚度（mj）;h混凝土实际厚度（mj）;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）Ti（t）TqT2（t）1q2（3-9）H式中：T2混凝土表面温度（C）；Tq施工期大气平均温度（C）；h'混凝土白虚厚度（m）;H混凝土计算厚度（mj）;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,Ti=41.32,Ti=48.47,Ti(28)=27.90,计算T2=35.20T2=40.30T2的=2

8、5.634)混凝土内平均温度Tm (t)Ti t)丁2( t)2(3-10)根据公式(3-10),Ti=41.32,Ti=48.47,Ti侬)=27.90,T2=35.20,T2=40.30,T2家=25.63Tm=38.26Tm=44.39Tm(28)=26.772.大体积混凝土温度应力计算D地基约束系数(1)单纯地基阻力系数Gi(N/mrm),查表3-6表3-6单纯地基阻力系数Gi(N/mmi)土质名称承载力(kN/m)Gi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5000100000.601.00

9、5000100001.001.50C10以上配筋混凝土2）大体积混凝土瞬时弹性模量-0.09t、E（t）E0（1-e）（3-12）式中：E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mr2i）;E28d混凝土弹性模量，取3.25*104（N/mrii）;e常数，取2.718;t龄期（d）;根据公式（3-12）,计算E（3）=7689.47E（7）=15189.64E（28）=29884.383）地基约束系数/（Cx1Cx2）（t）Vh*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（mrm;G1单纯地基阻力系数（N/mmi）;CX2桩的阻力系数（N/mmi）;E（t）t龄期

10、混凝土弹性模量（N/mrm）;根据公式（3-13）,G1取10000计算B（3）=0.009311(7)=0.00662528)=0.0047234）混凝土干缩率和收缩当量温差混凝土干缩率M 11( 3-14 )0-0.01tY(t)Y(1e)M1M2式中：Y（t）t龄期混凝土干缩率；YY0标准状态下混凝土极限收缩至，取3.24*104;M、M-Mi各修正系数，查表3-7。根据公式（3-14），计算5Y(28) =12.34*10 -5£Y(3)=1.49*105,£Y(7)=3.42*105,£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水泥细度(m2/

11、kg)M2水胶比M胶浆量(%)M养护时间(d)M5环境相对湿度(%)MMM减水剂M粉煤灰掺量()M10矿粉掺量(%)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1.06001.680.61.42351.7541.07501.00.31.030.150.68一一

12、400.90401.05抗硫酸盐水泥0.78一一一一402.151.04600.880.41.20.200.61一一一一一一一一一一一一452.5571700.770.51.310.250.55一一一一一一一一一一一一503.03100.96800.70.61.4一一一一一一一一141800.93900.540.71.43注：1一一水力半径的倒数，为构件截面周长（L）与截面积（F）之比，r10L/F（mT）;2EsFs/EcFc配筋率，Es、Ec钢筋、混凝土的弹性模量（N/mn1）,Fs、Fc钢筋、混凝土的截面积（mm2）;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

13、百分数。收缩当量温差Y（t）TY（t）（3-15）式中：丁丫一一t龄期混凝土收缩当量温差（C）； 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）=3.42,Ty（28）=12.34结构计算温差(3-16)TiTm（i）-Tm（i1）Ty（i1）-Ty（i）式中： T一一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（）；TY（i+1）一i区段收缩当量温差终止值（C）；Ty°）i区段收缩当量温差起始值（C）;根据公式（3-16）,计算 To-3=-11.77C T3-7=-4.2C T7-28=26.54C5）各区段拉应力EiTiSi1ch(iL/2)(3-17)式中：o-ii区段混凝土内拉应力（N/mrfj）;Eii区段内平均弹性模量（N/mm2）；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。