大体积混凝土专项施工计算书和相关图纸

9.1混凝土热工计算 19.1.1混凝土原材降温措施 19.1.2混凝土拌合温度 19.1.3混凝土入模温度 19.1.4混凝土绝热升温 29.1.5混凝土中心温度 29.1.6混凝土表面温度 29.1.7混凝土温度应力及收缩变形值 39.2溜管计算书 49.2.1溜管管径计算 49.2.2管道受力计算 49.2.3台架受力计算 59.1混凝土热工计算底板混凝土施工的热工计算，将根据施工时当时的环境温度来确定。混凝土浇筑施工时的大气平均气温(T0)取值为+230C（根据历年来珠海市5月份平均气温）。9.1.1混凝土原材降温措施白天温度超过200C，大体积混凝土浇筑前，派专人驻搅拌站跟踪测量储料仓内各原材温度，若原材料温度过高，石子、砂浇水降温，并用低温水搅拌，保证水泥温度不高于20℃，砂、石子温度不高于20℃，水的温度不高于18℃，从而保证混凝土入模温度。9.1.2混凝土拌合温度Tc=ΣCiTiWi/ΣCiWiCi-混凝土组成材料比热（kJ/(kg·K)），C水=4.2，C水泥=C砂=C石=0.84；Ti-混凝土组成材料温度（°C），T水=18，T水泥=20，T砂=20，T石=20；Wi-混凝土组成材料重量（kg），W水=109，W水泥=294，W砂=781，W石=1060；Tc=ΣCiTiWi/ΣCiWi=(4.2×18×109+0.84×20×294+0.84×20×781+0.84×20×1060)/(4.2×109+0.84×294+0.84×781+0.84×1060)=19.59°C；9.1.3混凝土入模温度Ti=Tc+(Tq-Tc)(A1+A2+A3)Tc-混凝土拌合温度（°C），Tc=19.59；Tq-混凝土运输和浇筑时的室外平均温度（°C），Tq=23；A1-混凝土装、卸、运转温度损失系数，A1=0.096；A2-混凝土运输时温度损失系数A2=θt，t为运输时间（min），θ查表，θ=0.0042，t1=30；A3-浇筑过程中温度损失系数A3=0.002t，t为浇筑时间（min），t2=10；Ti=Tc+(Tq-Tc)(A1+A2+A3)=Tc+(Tq-Tc)(A1+θt1+0.002t2)=19.59+(23-19.59)×(0.096+0.0042×30+0.002×10)=20.415°C；9.1.4混凝土绝热升温T(t)=(mc+K·F)Q/Cρmc-每立方混凝土的水泥用量（kg），mc=294（粉煤灰按水化热折入）；Q-每千克水泥水化热量（J/kg），Q=375；C-混凝土的比热（kJ/(kg·K)），C=0.96；ρ-混凝土质量密度（kg/m3），ρ=2401；K–掺和料折减系数，粉煤灰取0.25~0.3，K=0.362；F-混凝土浇筑后计算时的天数（天），t=28；T(t)=(mc+K·F)Q/Cρ=（294+0.362×0）×375/(0.96×2401)=47.832°C；9.1.5混凝土中心温度Tmax=Ti+T(t)ζTi-混凝土浇筑时的入模温度（°C），Ti=20.415；T(t)-在t龄期时混凝土的绝热温升（°C），T(t)=47.832；ζ-不同的浇筑块厚度、不同龄期时的降温系数，ζ=0.65；Tmax=Ti+T(t)ζ=20.415+47.832×0.65=51.506°C；9.1.6混凝土表面温度Tb(t)=Tq+4h'(H-h')ΔT(t)/H2Tq-龄期t时，大气平均温度（°C），按浇筑后3天计算，Tq=23；H-混凝土计算厚度（m），H=h+h'=1+0.067=1.067；h-混凝土实际厚度（m），h=1；h'-混凝土虚厚度（m），h'=2.33×0.666/β=2.33×0.666/23=0.067；β-模板及保温层的传热系数（W/(m2·K)），β=1/（Σδi/λi+1/23）=1/（（0/0.14）+1/23）=23；δi-各种保温层材料厚度（m）；λi-各种保温材料导热系数（W/(m·K)）；ΔT(t)-混凝土内部最高温度与外界气温之差（°C）ΔT(t)=Tmax-Tq=51.506-23=28.506；Tb(t)=Tq+4h'(H-h')ΔT(t)/H2=23+4×0.067×(1.067-0.067)×28.506/1.0672=30.16°C；由于珠海4月大气平均温度23℃，与混凝土表面温度之差小于20°，故只覆盖一层塑料薄膜即可。9.1.7混凝土温度应力及收缩变形值由上所述，1m板为混凝土内外温差最大处，同时龄期为3天时为最不利情况，因此只需计算板厚为1m处3天龄期混凝土自约束应力与外约束应力及裂缝情况即可。浇筑大体积混凝土时,由于水化热的作用,中心温度高,与外界接触的表面温度低,当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时,外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间相互约束,使表面产生拉应力,内部降温慢受到自约束产生压应力。1温度应力计算混凝土最大自约束应力σ式中σzmax∆E(t)——与最大里表温差∆Ttmax相对应龄期t时，混凝土的弹性模量（N/mmE(t)=E0（1-e-0.09t）=3.15×10-4×（1-2.718-0.09×12）=2.08×10-4N/mm2Hi(t,τ则σzmax外约束应力σ式中σx∆∆μ——混凝土的泊松比，取0.15RiR则σxt=10-2控制温度裂缝的条件混凝土抗拉强度f式中ftkt——混凝土龄期为t时的抗拉强度标准值（N/mmftk——混凝土抗拉强度标准值（N/mm2γ则ftktλ同理λ由上计算得知本工程不会出现裂缝。9.2溜管计算书9.2.1溜管管径计算考虑每个放料斗停放两辆车，两辆车交替卸料，每辆车18m³放料10分钟，则：混凝土流量Q=18/600=0.03m³/s混凝土在溜管内的流速按0.7m/s考虑，则混凝土在溜管内的截面积：S=Q/V=0.03/0.7=0.043㎡混凝土在溜管内按2/3满管考虑，则：S=2/3πR2=0.043,R=(0.043*3/2/3.14)1/2=143.3mm，则直径D≮286.6选择DN325无缝钢管。外径325，壁厚8mm，内径309mm。9.2.2管道受力计算1管道自重查表得：q1=62.54KG/m=62.54*9.8=612.9N/m2管道内混凝土自重管道内最大混凝土截面积S=0.043，混凝土自重q2=0.043*1*24=1032N/m3混凝土溜管自重q=q1+q2=1644.9N/m4管道挠度验算D=325mmd=309mmα=D/d=0.95L=11.5mE=206KN/m㎡I=π*D4*(1-α4)/64=100088445.1mm4挠度f=5q4/384EI*COS12°=26.1mm，挠度比=f/L=2.1‰，满足规范（3‰）要求。5管道强度验算（1）截面特性计算A=7.9671e-003;Xc=1.6250e-001;Yc=1.6250e-001;Ix=1.0016e-004;Iy=1.0016e-004;ix=1.1213e-001;iy=1.1213e-001;W1x=6.1640e-004;W2x=6.1640e-004;W1y=6.1640e-004;W2y=6.1640e-004;（2）梁构件强度验算结果截面塑性发展系数:γx=1.150梁构件强度计算最大应力(N/mm2):42.322<f=215.000梁构件强度验算满足。（3）梁构件抗剪验算结果梁构件计算最大剪应力(N/mm2):7.531<fv=125.000梁构件抗剪验算满足。（4）局部稳定验算外径与壁厚之比D/T=40.63<容许外径与壁厚之比[D/T]=100.09.2.3台架受力计算1荷载计算管道（考虑混凝土2/3满管）荷载q1=1644.9N/m*11.5m=18.91KN标准节自重q2=13.72KN布料桶荷载q3=8.1KN2台架承载力验算本工程台架选用台架标准节，竖向荷载远小于台架自重荷载，无需验算。3台架竖向力计算台架自重：G=68.6kN；台架最大施工荷载：Q=27kN；作用于台架的竖向力：Fk＝G＋Q＝68.6＋27＝95.6kN；4台架弯矩计算风荷载对台架基础产生的弯矩计算：Mkmax＝70kN·m；5台架抗倾覆稳定验算基础抗倾覆稳定性按下式计算：e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；Mk──作用在基础上的弯矩；Fk──作用在基础上的垂直载荷；Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×5×5×1.5=937.5kN；Bc──为基础的底面宽度；计算得：e=70/(95.6+937.5)=0.068m<5/3=1.667m；基础抗倾覆稳定性满足要求！6地基承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图:混凝土基础抗倾翻稳定性计算：e=0.068m<5/6=0.833m地面压应力计算：Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝(Fk+Gk)/A+Mk/W式中：Fk──台架作用于基础的竖向力，它包括台架自重和最大起重荷载,Fk＝95.6kN；Gk──基础自重，Gk＝937.5kN；Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m；Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，Mk＝70kN·m；W──基础底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×53=14.75m3；不考虑附着基础设计值：Pk＝（95.6＋937.5）/52＝41.324kPaPkmax=(95.6+937.5)/52+70/14.75=46.07kPa；Pkmin=(95.6+937.5)/52-70/14.75=36.578kPa；地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。计算公式如下:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取140.000kN/m2；ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；d--基础埋置深度(m)取2.000m；解得地基承载力设计值：fa=188.000kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=188.000kPa；地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=41.324kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力标准值Pkmax=46.070kPa，满足要求！7基础受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。验算公式如下:F1≤0.7βhpftamho式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.94；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.45m；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2；am=[1.60+(1.60+2×1.45)]/2=3.05m；at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.6m；ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.60+2×1.45=4.50；Pj--扣除基础自重后相应于荷