大体积砼热工计算.doc

大体积混凝土热工计算1.底板混凝土单次混凝土浇筑厚度最大为2850mm，混凝土强度等级为C35/P12，理论上该处混凝土内部温度最高，容易产生裂缝，所以将此部位混凝土作为范例进行热工计算。根据C35/P12混凝土配合比为：P.O42.5级水泥227kg，水162kg，中砂761kg，石子1051kg，粉煤灰：102kg，S95级磨细矿渣48kg。 2.预计施工浇筑时间为5月份，查气象历史数据，月最高平均气温为28。 3.水泥水化热：q=286.6KJ/kg 4.材料温度及比热如下：材料比热（Kcal/kgC）温度（C）水泥（P.o 42.5） 0.20 68水 1.00 28砂（中砂） 0.17 30石子 0.18 32外加剂 0.98 28粉煤灰（II级） 0.20 28矿渣粉（S95） 0.20 80平均温度 28 7.1混凝土表面温度裂缝控制计算大体积混凝土结构施工应该使混凝土中心与表面温度、表面温度与大气温度之差在允许范围内，则可控制混凝土裂缝的出现。7.1.1混凝土的绝热温升水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。混凝土的绝热温升：Ti=WQ（1-e-mt）/（C）式中：Th混凝土的绝热温升（）W每立方混凝土的胶凝材料用量（kg/m3），W=227+102+48=377kg/m3Q每公斤水泥的水化热，本工程为P.O42.5水泥，查计算手册，Q为335kJ/kgC混凝土比热0.994kJ/(kgK)；混凝土容重2400/m3；t混凝土龄期（天）；m常数，与水泥品种、浇筑时温度有关，取0.406；e常数，e=2.718自然对数的底； T(3)=WQ(1-e-mt)/C=377335(1-e-0.4063)/(0.9942400)=38.198C；经过计算，得到3天，5天，7天，14天混凝土最高水化热绝热温升：Th3=38.198，Th5=47.122，Th7=51.076，Th14=54.06。7.1.2混凝土的内部最高温度Tmax(t) =Tj+Ti(t)式中Tmax(t)混凝土t龄期内部最高温度（）；分别取3、5、7、14天计算；Tj混凝土浇筑温度（）,混凝土浇筑入模温度取35；混凝土t龄期的散热系数，3天，5天，7天，14天分别计算得（3）=0.55，（5）=0.51，（7）=0.351，（14）=0.183；Tmax=Ti+T(7)=35+38.1980.55=51C；按上式计算，3天，5天，7天，14天的结果为Tmax356，Tmax559.03，Tmax752.93，Tmax14=44.897.1.3砼表层（表面下50100mm）温度(1)、保温材料厚度（麻袋） =0.5h.x（T2-Tq）Kb/0（Tmax-T2） =0.52.850.05201.3/2.3325=0.0318m -保温材料厚度 x-所选保温材料导热系数，材料选麻袋，考虑薄膜保温作用按0.05 （T2-Tq）本工程取20 （Tmax-T2）最高温度与表面温度差，本工程取25 Kb 传热系数修正值，选1.3。0-混凝土的导热系数W/（m.k） q：固体在空气放热系数 取76.6选用：为使混凝土表面温度与大气温度差不超允许范围，现场保温按二层薄膜、二层麻袋（每层10mm）考虑。 s =1 /（/i + 1/q） =1/（0.02/0.05+ 1/76.6）=2.4213.3.1.砼虚厚度 h/=/s =2.33/2.421 =0.962m3.4.1砼计算厚度 H=h+2h/ =2.85+20.962 =4.774m3.5.1.砼表层温度 T2 =Tq+4h/（H-h/）（T1-Tq）/H2 =30+40.962（4.774-0.962）（59.03-30）/4.7742 =48.684Tq：施工期间大气平均温度30.因此： 5天，砼中心温度与表层温度之差为59.03-48.684=10.34625混凝土表面温度与大气温度之差为48.684-30=18.68420说明：本工程保温法养护大体积砼，措施可行，具体做法如下1、砼收面时，在砼面先覆盖一层薄膜，薄膜不透气能起到保温保湿养护砼的作用。2、砼面初凝后，覆盖二层麻袋，在麻袋上再覆盖一层薄膜。3、本热工计算以大气温度为30和砼入模温度为35为前提，在施工过程中对大气温度和砼入模温度进行测量记录。4、两温差均不超过施工规范要求内大体积砼内外温差小于25的要求，满足施工要求，考虑施工与实际理论状况有出入，在砼表面覆盖2层薄膜、2层10mm的麻袋考虑，进行砼的保温、保湿养护。施工过程中，应进行底板抗渗大体积砼的温度测设，以确保砼内外温差控制在25以内，防止因突变原因（如气温骤变等）造成砼内外温差过高，可及时采取技术措施进行补救，防止温度应力裂缝的产生。7.2砼抗裂度验算（1）简述由于砼的贯穿性或深层裂缝，主要是由于温差和收缩引起过大的温度收缩应力所造成的，为此对砼温度应力和收缩应力的安全性进行验算，以确保基础底板无危害性裂缝产生，保证底板砼的耐久性可满足工程质量要求。（2）计算参数确定根据温度曲线可知，砼浇筑后第三天内外温差较大，即此龄期的砼温度应力、收缩应力较大，所以龄期T=3d、T=5d进行计算，其他参数取值同砼温控计算的各参数。（3）温度应力计算：式中 混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2)；E(t)混凝土从浇筑后t天的弹性模量(N/mm2)，一般取平均值；混凝土的线膨胀系数,取1.010-5；T混凝土的最大综合温差()绝对值，按下式计算:T=Tj+2/3T(t)+Ty(t)-TqTj -砼的浇筑的入模温度为35T(t)-砼在龄期T时水化热绝热温升，T(3)=38.198，T(5)=47.122Ty(t) - 砼收缩当量温差Tq -砼浇筑时的大气平均温度为30.0Sh(t) -考虑徐变影响的松弛系数，查表得Sh(t)=0.45，Sh(5)=0.51Rk -砼外约束系数（考虑柱的约束影响，按一般偏上地基计算取Rk =0.70） -砼的泊松比取0.2E(t)= E0(1-e-0.09t）E(3)=E0(1-e-0.09t)=31500(1-e-0.093)= 31500(1-2.718-0.093)= 7.45103 （N/mm2）；E(5)=E0(1-e-0.09t)=31500(1-e-0.095)= 31500(1-2.718-0.095)= 11.41103 （N/mm2）； E(7)、E(14)略其中：E0为C35砼的弹性模量3.15103Mpa Ty(3) =-y(1-e-0.01t)M1M2M3Mn/=-3.2410-4 (1-e-0.03) 1.251.351.081.0/（1.010-5）=-1.745Ty(5) =-y(1-e-0.05)M1M2M3Mn/=-3.2410-4 (1-e-0.05) 1.251.351.91.0/（1010-6）=-2.880其中：y砼在标准条件下极限收缩值3.2410-4M1、M2、M3、Mn为不同条件下修正系数，查得。T(3)=Tj+2/3T(3)+Ty(3)-Tq=35+2/338.198-1.745-30=28.72T(5)=Tj+2/3T(5)+Ty(5)-Tq=35+2/347.122-2.88-30=33.535不同龄期的抗拉强度公式:ftk(t)=ftk(1-e-0.3t) C35混凝土强度抗拉标准值ftk=2.20（N/mm2）ftk(3)=ftk(1-e-0.3t)=2.20(1-e-0.33)=1.31Mpaftk(5)=ftk(1-e-0.3t)=2.20(1-e-0.35)=1.71Mpa则(3)=EtT/(1-)Sh(t)Rk=7.451031.010-528.72(1-0.2)0.450.70=0.842Mpaf3=1.31Mpa则(5)=EtT/(1-)Sh(t)Rk=14.411031.010-534.54(1-0.2)0.510.70=1.63Mpaf5=1.71Mpa（4）抗裂度验算：(3)=0.842Mpaf3=1.31Mpa, (5)=1.