大体积混凝土温度应力计算

1、专业资料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）Th( m cK*F)*Q（3-1 ）c *T h （ t )m c* Qmt)（3-2 ）c *(1 e式中：Th混凝土最大绝热温升（） ；3Mc混凝土中水泥用量（kg/m ）；3F混凝土中活性掺合料用量（kg/m ）；C混凝土比热，取0.97kJ/(kg·K）；3混凝土密度，取2400（ kg/m ）；e为常数，取 2.718 ；T混凝土龄期（ d）；m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

2、42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334表 3-2 系数 m浇筑温度51015202530（）M（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（3） =33.21Th（7） =51.02Th（28） =57.992）混凝土中心计算温度T（1 t）T jTh （ t ） * （ t）（3-3 ）式中：word 完美格式专业资料Tj 混凝土浇筑温度（） ；T1（ t ） t 龄期混凝土中心计算温度（） ； （t ） t 龄期降温系数，查表 3-3 同时要考虑混凝土

3、的养护、模板、外加剂、掺合料的影响；表 3-3降温系数浇筑层龄期 t （ d）厚度（m）369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24

4、根据公式（ 3-3 ），T 取 25，（t）取浇筑层厚 1.5m 龄期 3 天 6 天 27 天计算，jT1（3） =41.32T1（7） =48.47T1（28） =27.903）混凝土表层（表面下50100mm处）温度（ 1）保温材料厚度0 .5 h K b（xT2 - T q）（3-4 ）（ T max- T2）式中：保温材料厚度（ m）； x所选保温材料导热系数 W/(m·K) ；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，取2.33W/(m·K)；Tmax计算的混凝土最高温度（） ；计算时可取 T2-T q=1520， Tmax-T 2

5、=2025；Kb传热系数修正值，取1.32.0 ，查表 3-5 。密度 kg/m3表 3-4几种保温材料导热系数密度 kg/m3材料名称导热系数材料名称导热系数建筑钢材780058矿棉、岩棉1102000.0310.065钢筋混凝土24002.33沥青矿棉毡1001600.0330.052word 完美格式专业资料水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

6、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不透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层不易透风的材料1.31.55仅由不易透风材料组成（如油布、帆布、棉麻毡、胶合板）1.31.51K 值一般刮风情况（风速小于 4m/s）K2 值刮大风情况。根据公式（3-4 ），h 取 1.5 ，x 取 0.04 ，取 2.33 ， T2-Tq 取 15， Tmax-T2取 25， Kb取 2，计算 =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：2混凝土表面模板

7、及保护层等的传热系数W/(m ·K) ； i 各保温层材料导热系数 W/(m·K) ； q空气层的传热系数，取 23W/(m2·K) 。根据公式（ 3-6 ）， i 取 0.015 ， i 取 0.04 ，计算 =2.39（ 3）混凝土虚厚度kh（3-7 ）式中：word 完美格式专业资料h 混凝土的虚厚度（ m）；k折减系数，取2/3 ；2根据公式（ 3-7 ），取 2.39 ，计算h=0.65（ 4）混凝土的计算厚度Hh2 h（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）

8、混凝土表面温度T （ ）T4 h （ H - h ) T1( t )TqH2（3-9 ）2 tq式中：T2（ t ） 混凝土表面温度（） ；Tq施工期大气平均温度（） ；h 混凝土的虚厚度（ m）；H混凝土计算厚度（ m）；T1（ t ） 混凝土中心温度（） ；根据公式（ 3-9 ），Tq 取 20， h 取 0.65 ，H取 2.8 ，T1（3） =41.32 ，T1（ 7） =48.47 ，T1（ 28） =27.90 ，计算T2（3） =35.20T2（7） =40.302（28）=25.63T4）混凝土内平均温度T（）T （）1 t2 t（3-10 ）T m （ t）2word 完美格

9、式专业资料根据公式（ 3-10 ），T1（ 3）=41.32 ，T1（ 7）=48.47 ，T1（ 28） =27.90 ，T2（3） =35.20 ，T2（7） =40.30 ，T2（28） =25.63Tm（3） =38.26Tm（7） =44.39Tm（28） =26.772. 大体积混凝土温度应力计算1）地基约束系数x13（ 1）单纯地基阻力系数 C（N/mm），查表 3-63表 3-6单纯地基阻力系数 Cx1（ N/mm）土质名称承载力（ kN/m2）Cx1 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

10、素混凝土5000100000.601.00C10以上配筋混凝土5000100001.001.502）大体积混凝土瞬时弹性模量E（ t ）E（0 1 - e - 0.09 t） （3-12 ）式中：2E（ t ） t 龄期混凝土弹性模量（ N/mm）；E0 28d 混凝土弹性模量，取 3.25*1042（N/mm）；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（ C x 1C x 2）（ t ）h * Et（3-13 ）（式中：-1 （t ） t龄期地基约束系数

11、（ mm）；word 完美格式专业资料h混凝土实际厚度（ mm）；2Cx1单纯地基阻力系数（N/mm）；2Cx2桩的阻力系数（ N/mm）；2E（ t ） t 龄期混凝土弹性模量（ N/mm）；根据公式（ 3-13 ），Cx1 取 10000 计算（3） =0.009311（7） =0.006625（28）=0.0047234）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） M 1 M 2M 11（ 3-14 ）式中： Y(t ） t龄期混凝土干缩率；0标准状态下混凝土极限收缩至，取3.24*10-4； YM1、 M2M11各修正系数，查表3-7 。根

12、据公式（ 3-14 ），计算 Y(3 ） =1.49*10 -5 ， Y(7） =3.42*10 -5 ， Y(28 ） =12.34*10 -5word 完美格式专业资料表 3-7混凝土收缩变形不同条件影响修正系数环境矿水泥水胶浆养护减粉煤粉相对水泥品种M1细度M2胶M3量M4时间M5M6rM7EsFsM8水M9灰掺M10掺M11湿度(m2 /kg)比(%)(d)剂量(%)量(%)E cFc(%)矿渣水泥1.23001.00.30.85201.011.1251.200.50.001.00无101015154低热水泥1.14001.130.41.0251.221.1301.10.10.70.0

13、50.85有1.3200.8201.0018661普通水泥1.05001.350.51.21301.4531.0401.10.210.100.76300.8301.0992火山灰水1.06001.680.61.42351.7541.0501.00.31.00.150.68400.9401.0泥7305抗硫酸盐0.7402.151.0600.80.41.20.200.61水泥848452.5571700.70.51.30.250.5571503.03100.9800.70.61.46140.9900.50.71.4180343注： 1r 水力半径的倒数， 为构件截面周长 (L) 与截面积 (F)

14、 之比， r100/LF (m 1 ) ；2 EsFs/E cFc配筋率， Es、Ec钢筋、 混凝土的弹性模量 (N/mm2),F s 、Fc 钢筋、word 完美格式专业资料2混凝土的截面积(mm) ； 3粉煤灰 ( 矿渣粉 ) 掺量指粉煤灰( 矿渣粉 ) 掺合料重量占胶凝材料总重的百分数。word 完美格式专业资料收缩当量温差TY （ t）Y ( t )（3-15 ）式中：TY（ t ） t 龄期混凝土收缩当量温差（） ；-5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Ti Tm （ i ）- Tm （ i 1）

15、 TY （ i1） - TY（ i ）（ 3-16 ）式中： Ti i 区段结构计算温度（） ；T i 区段平均温度起始值（） ；m（ i ）Tm（ i+1） i 区段平均温度终止值（） ；TY（ i+1） i 区段收缩当量温差终止值（） ；TY（ i ） i 区段收缩当量温差起始值（） ；根据公式（ 3-16 ），计算 T0-3 =-11.77 T3-7 =-4.2 T7-28 =26.54 5）各区段拉应力E iTiSi11（3-17 ）ch （i L / 2 )式中：2 i i区段混凝土内拉应力（ N/mm）；Ei 区段内平均弹性模量（2）iN / mm ；S i 区段内平均应力松弛系数，查表 3- 8；ii i区段平均地基约束系数；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 ）word 完美格式专业资料龄期36912151821242730t（d）S(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