烟囱大体积混凝土计算.doc

烟囱大体积混凝土计算书 烟囱底板混凝土为宽5.9m，高2 m的圆环体，属大体积混凝土，需进行大体积混凝土计算。底板混凝土采用标号C30混凝土，中热硅酸盐水泥。一、 大体积混凝土计算公式 1混凝土最大绝热温升Th=mc*Q/（c*（1-e-mt）式中Th-最大绝热温升（）；mc-混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（Kg/m3），取 mc=350 Kg/m3；Q-水泥28d水化热（KJ/（mg*K），取Q=375 KJ/（mg*K）；C-混凝土比热，取C=0.97 KJ/（mg*K）；-混凝土密度（Kg/m3），取=2400 Kg/m3；e-为常数，取e=2.718；t-混凝土龄期（d）；m-系数，随混凝土浇筑温度改变；计算求得：Th=350375103/（0.971032400（1- e -0.362 28）=56.382.混凝土中心温度计算T1（t）=Tj+Th*（t）式中 T1（t）-t龄期混凝土中心温度（）；Tj-混凝土浇筑温度（）（t）-t龄期混凝土降温系数；T1（3）=52.14 T1（18）=32.40T1（6）=49.32 T1（21）=29.87T1（9）=46.78 T1（24）=27.61T1（12）=41.71 T1（27）=25.92T1（15）=36.63 T1（30）=25.363.混凝土表面（表面下50100mm处）温度（1）保温材料厚度 =0.5h*x*（T2- Tq）*Kb/（*（Tmax- T2）式中-保温材料厚度（m）； x-所选保温材料导热系数（W/（m*K），草袋取x=0.14 ； h-混凝土实际厚度（m） ，h=2 m； T2-混凝土表面温度（）； Tq-施工期大气平均温度（）； -混凝土导热系数（W/（m*K），取=2.33 W/（m*K）； Tmax-计算得最高温度（） 计算时可取：T2- Tq=18，Tmax- T2=20； Kb-传热系数修正值，取Kb=2.0；计算所得：=0.520.14182/（2.3320）=0.108m （2）混凝土表面模板及保温的导热系数=1/（i/i+1/q） 式中-混凝土表面模板及保温材料等穿热系数；i-各层保温材料厚度（m）；i-各层保温导热系数（W/（m*K）；q-空气层导热系数 ；经计算得：=1/（0.108/0.14+1/23）=1.227（3）混凝土厚度h=K*/式中h-混凝土虚厚度（m）；K-折减系数，取2/3；经计算得：h=2/32.33/1.277=1.266 m（4）混凝土计算厚度H=h+2*h式中H-混凝土计算厚度（m）h-混凝土实际厚度（m）H=2+21.266=4.532 m （5）混凝土表面温度T2（t）= Tq+4* h*(H-h)*( T1（t）- Tq)/H2式中T2（t）-混凝土表面温度（）；Tq-施工期大气平均温度（），取Tq=15；h-混凝土虚铺厚度（m）；H-混凝土计算厚度（m）；T1（t）-混凝土计算温度（）；T2（t）=15+41.266（4.532-1.266）（52.14-15）/4.5322=57.03 T2（6）=52.7T2（9）=48.8 T2（12）=41.01 T2（15）=33.21 T2（18）=26.33T2（21）=22.83 T2（24）=19.36T2（27）=16.77 T2（30）=15.91 （6）混凝土内平均温度Tm(t)= (T1（t）+ T2（t）)/2Tm(3)= 54.95 Tm(18)=29.37Tm(6)=51.01 Tm(21)=26.35Tm(9)=47.79 Tm(24)=23.49Tm(12)=41.36 Tm(27)=21.35Tm(15)=34.92 Tm(30)=20.64二、应力计算（1） 地基约束力 大体积混凝土瞬时弹性模量E(t)=E0*(1- e-0.09*t)式中E(t)- t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；E0-取28d混凝土弹性模量（N/mm2）；e-为常数，取e=2.718；t-龄期（d）；E(3)=3.0104（1-e-0.093）=0.71104 N/mm2E(6)=1.25104 N/mm2 E(21)=2.55104 N/mm2 E(9)=1.67 104 N/mm2 E(24)=2.65104 N/mm2 E(12)= 1.98 104 N/mm2 E(27)=2.74104 N/mm2 E(15)= 2.22 104 N/mm2 E(30)=3.0104 N/mm2 E(18)=2.41104 N/mm2 地基约束系数2(t)=CX1/(h* E(t)式中(t)- t龄期混凝土约束系数（1/）；CX1-单纯地基阻力系数（N/mm3）；h-混凝土实际厚度（）；E(t)- t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；2(3)=0.8/（21030.71104） (3)=2.3710-4 (18)=1.2910-4(6)=1.7910-4 (21)=1.2510-4(9)=1.5510-4 (24)=1.2310-4(12)=1.4210-4 (27)=1.2110-4(15)=1.3410-4 (30)=2.3710-4（2） 混凝土干缩率和收缩当量温差 混凝土干缩率y(t)= y0*（1- e-0.01*t）*M1*M2*M3*M4*M5*M6*M7*M8*M9*M10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值，y0=3.2410-4；M1-水泥品种为中热硅酸盐水泥，取.2；M2-骨料为石灰石，取.00；M3-水泥细度为4000孔，取1.13；M4-水灰比为0.46，取1.13；M5-水泥浆量为0.2，取1.00；M6-自然养护30天，取0.93；M7-相对湿度为50%，取0.54；M8-水里半径倒数，取1.08；M9-机械振捣，取1.00；M10-含筋率为1%，取0.972；y(3)= 3.2410-4（1- e-0.013）1.211.131.1310.930.541.0810.97=7.7210-6y(6)=1.5210-6 y(21)=4.9510-6y(9)=2.2510-6 y(24)=5.5710-6y(12)=2.9510-6 y(27)=6.1810-6y(15)=3.64 10-6 y(30)=6.7710-6y(18)=4.3010-6 收缩温度当量Ty(t)= y(t)/式中Ty(t)- t龄期混凝土收缩温度当量（）；y(t)- t龄期混凝土干缩率；-混凝土线膨胀系数，=110-5；Ty(3)=0.77 Ty(18)=4.3Ty(6)=1.52 Ty(21)=4.95Ty(9)=2.25 Ty(24)=5.57Ty(12)=2.95 Ty(27)=6.18Ty(15)=3.64 Ty(30)=6.77（3） 结构温差Ti= Tm(i)- Tm(i+3)+ Ty(i+3)- Ty(i)式中Ti-i区段结构计算温差（）； 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)- i区段当量温差起始值（）；Ty(i+3)- i区段当量温差终止值（）；T3=4.69 T18=3.67T6=3.94 T21=3.48T9=7.13 T24=2.75T12=7.13 T27=1.3T15=6.21 T30=0（4） 计算各区段拉应力i=Ei*Ti*Si*(1-1/ch(i*L/2)式中i-i区段混凝土内拉力（N/mm2）；Ei-i区段平均弹性模量（N/mm2）；Ti-i区段结构计算温差（）；Si-i区段平均应力松弛系数i-i区段平均地基约束系数L-混凝土最大尺寸（）Ch-双曲线函数各区段的平均弹性模量（N/mm2） E3=0.9810-4（N/mm2） E18=2.4810-4（N/mm2） E6=1.4610-4（N/mm2） E21=2.6010-4（N/mm2） E9=1.8310-4（N/mm2） E24=2.7010-4（N/mm2） E12=2.110-4（N/mm2） E27=2.8710-4（N/mm2） E15=2.3210-4（N/mm2） E30=3.010-4（N/mm2）各区段的平均应力松弛系数 S3=0.55 S3=0.377 S6=0.50 S3=0.36 S9=0.46 S3=0.346 S12=0.43 S3=0.333 S15=0.398 S3=0.327各区段的平均地基约束系数3=2.0810-4 18=1.2710-4 6=1.6710-4 21=1.2410-4 9=1.4910-4 24=1.2210-4 12=1.3810-4 27=1.1810-4 15=1.3210-4 30=1.1510-4 3=0.98104110-54.690.55（1-1/（ch(2.0810-4 2.95103)）= 0.041 N/mm26=0.032 N/mm2 21= 0.021 N/mm2 9=0.054 N/mm2 24=0.015 N/mm212=0.058 N/mm2 27=0.07 N/mm215=0.041 N/mm2 30=0 N/mm218=0.023 N/mm2（5） 到30d混凝土最大应力max=(1/(1-v)*i式中ma