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）(mc K * F )* QTh(t)m:-Q(1e Dc *(3-1)(3-2)式中：Th混凝土最大绝热温升（C）；MC混凝土中水泥用量（kg/m3）;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）;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-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42.531435437532.525

2、0r 271334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 =51.02Th ）=57.992）混凝土中心计算温度（t） TjTh（t）* （t）（3-3）式中:浇筑层 厚度（m龄期t (d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.04 J0.031.500.490.460.380.290.21

3、0.15 10.12 :0.08 :0.05 :0.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.36 10.30 10.25 :0.2110.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24混凝土浇筑温度（C）；Ti（t）t龄期混凝土中心计算温度（C）；己一一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ETj根据公式（3-3）, T取25C,七取浇筑层厚1.5m龄期3天6天27天计算,Ti =41.3

4、2Ti =48.47Ti ）=27.900.5hKX( T2 -Tq) b ( Tmax -TJ(3-4)3）混凝土表层（表面下50100mmt）温度 （1）保温材料厚度式中：一一一保温材料厚度（项；院一一所选保温材料导热系数W/（m K）;T2混凝土表面温度（C）；Tq一施工期大气平均温度（C ）；一一一混凝土导热系数，取2.33W/（m K）;Tmax一一计算的混凝土最高温度（C）；计算时可取 T2-Tq=1520C, Tma42=2025C ;K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3存度kg/m导热系数入材料名称3存度kg/m导热系数入建筑钢材

5、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P 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/、透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层/、透风材料1.61.94一在易透风保温材料上下各铺

6、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1i 1（3-6）iq式中：混凝土表面模板及保护层等的传热系数W/（m2 K）;"各保护层材料厚度（项；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）。根据公式（3-6）, S i取0.

7、015，入i取0.04 ,计算B =2.39（3）混凝土虚厚度（3-7）式中:h' 混凝土白虚厚度（m ;k折减系数，取2/3;混凝土导热系数，取 2.33W/（m2 K）;根据公式（3-7）, 0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T2（t）Tq式中：T2 （t） 混凝土表面温度4h ( H - h )%)Tq(3-9)（C）；Tq施工期大气平均温度（C ）；h' 混凝土白虚厚度（m ；h混凝

8、土计算厚度（m） ；Ti（t）混凝土中心温度（C）；根据公式（3-9）, Tq取 20C, h'取 0.65,Ti =41.32 , Ti =48.47 , Ti )=27.90 ,H取 2.8, 计算T2 =35.20T2 =40.30T2 )=25.63Ti（t） 丁加）o（3-i0）4)混凝土内平均温度Tm (t)根据公式(3-10), Ti =41.32, Ti =48.47, Ti )=27.90 , T2 =35.20 , T2 =40.30 , T2 )=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（

9、1）单纯地基阻力系数CXi （N/mmi）,查表3-6表3-6单纯地基阻力系数CXi （N/mmi）土质名称承载力（kN/m）CXi推荐值软黏土80i500.0i0.03砂质黏土2504000.030.06坚硬黏土5008000.060.i0风化岩石和低强度素混凝土5000i00000.60i.00CI0以上配筋混凝土5000i0000i.00i.502）大体积混凝土瞬时弹性模量匚匚 / d c 0.09八E（ t）E0（ i - e ）（3-i2）式中：E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mrm）;E28d混凝土弹性模量，取3.25*i0 4（N/mrm）;e常数，取 2.7I8;t 龄期（d

10、）；根据公式（3-I2）,计算E（3）=7689.47E（7）=i5i89.64E（28）=29884.383）地基约束系数(3-I3)式中：B （t）1龄期地基约束系数（mmi）；h混凝土实际厚度（mm；CXi单纯地基阻力系数（N/mrm）;CX2桩的阻力系数（N/mrm）;E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mrm）;根据公式（3-13）, CXi取10000计算B =0.009311B =0.006625B （28） =0.0047234）混凝土干缩率和收缩当量温差混凝土干缩率Y（t）9 （1 e-0.01t） M 1M 2 M 11（3-14）式中：e Y（t）t龄期混凝土干缩率；e y

11、0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£ 丫(3)=1.49*10 5,Y Y(7) =3.42*10 Y 丫(28) =12.34*10-5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()Mio矿 粉 掺 量 (%)Mii矿渣水泥1.253001.00.30.85201.011.11251.2500.540.001.00无10101低热水泥1.10

12、4001.130.41.0251.221.11301.180.10.760.050.85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.

13、61.4一一一一一一一一一一一一一一一一141800.93900.540.71.43一一一一一一一一注：1r 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&Fs/EcFc-一配筋率，E 、Ec钢筋、混凝土的弹性模量(N/mm2),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

14、.42 , Ty（28）=12.34结构计算温差(3-16)Ti Tm（ i） -Tm （ i 1） Ty （ i 1） -Ty （ i）式中： T一一i区段结构计算温度（C）；Tm（i） 一一 i区段平均温度起始值（）；Tm（i+1 ） 一一 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）一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EiTiSi1ch (iL/2)(3-17)式中：山i区段混凝土内拉应力（N/mmj）；Eii区段内平均弹性模量（N/mm2）;S i区段内平均应力松弛系 数，查表3-8;i i区段平均地基约束系数L混凝土最大尺寸（mrm；ch一双曲余弦函数。龄期t (d)36912151821242730S(t)0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327根据公式（3-17）,2a 3=0.34N/m