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）Th(3-1)(meKcc*F)*QTh(t)mt)(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混凝土中活性掺合料用量（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42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.518025

2、6334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（3）=33.21Th（7）=51.02Th(28)=57.992）混凝土中心计算温度Ti（t）TjTh（t）*（t）（3-3）式中：Tj混凝土浇筑温度（C）；Ti（t）t龄期混凝土中心计算温度（C）；E什）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E浇筑层龄期t(d)厚度（m369121518212427301.00.360.290.170.090.0

3、50.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24根据公式（3-3）,T取25C,弋什）取浇筑层厚1.5m龄期3天6天27天计算,Ti（3）=41.32Ti=48.47Ti（28）=27.903）混凝土表层（表面下5

4、0100mmt）温度（1）保温材料厚度(3-4)X(T2-Tq)""Kb(Tmax-T2)式中：a保温材料厚度（而；入x所选保温材料导热系数W/（m-K）;T2混凝土表面温度（C）；Tq施工期大气平均温度（C）混凝土导热系数，取2.33W/(m-K);Tmax-一计算的混凝土最高温度(C)；计算时可取T2-Tq=1520C,Tma2=2025C；4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密度kg/m3导热系数入材料名称密度kg/m3导热系数入建筑钢材780058矿棉、岩棉1102000.0310.065钢筋混凝土24002.33沥宵矿棉

5、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）1.31.5K

6、i值一一般刮风情况（风速小丁4m/s）&值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a=0.015m=15mm混凝土表面模板及保温层的传热系数1i1(3-6)iq式中：6混凝土表面模板及保护层等的传热系数W/(m2-K);ai各保护层材料厚度(m；入i各保温层材料导热系数W/(m-K);6q空气层的传热系数，取23W/(m2-K)。根据公式(3-6),ai取0.015,入i取0.04,计算6=2.39混凝土虚厚度(3-7)式中:h'混凝土的虚厚度(m；k折减系数，取2/3;入一一混凝土导热系

7、数，取2.33W/(m2-K);根据公式(3-7),6取2.39,计算h'=0.65混凝土的计算厚度Hh2h(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混凝土表面温度4h(H-h).Tq(3-9)T2(t)1q2H式中：T2(t)混凝土表面温度(C)；Tq施工期大气平均温度（C）h、一一混凝土的虚厚度（m；h混凝土计算厚度（m；Ti（t）混凝土中心温度（C）；根据公式（3-9）,Tq取20C,h'取0.65,H取2.8,Ti=41.32,Ti=48.47,Ti倒=27.90,计算T2（3）=35.20T2

8、（7）=40.30T2（28）=25.634）混凝土内平均温度TT1（t）T2（t）Tm（t）2（3-10）根据公式（3-10）,Ti（3）=41.32,Ti（7）=48.47,Ti（28）=27.90,T20）=35.20,T2.）=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（1）单纯地基阻力系数Gi（N/mr，查表3-6表3-6单纯地基阻力系数Gi（N/mrli）土质名称承成（kN/m2）G1推荐值软黏土801500.010.03砂质黏土2504000.030.06坚硬黏土500800

9、0.060.10风化岩石和低强度素混凝土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°（1-e-°.09t）（3-12）式中：E(t)t龄期混凝土弹性模量（N/mrh）;E28d混凝土弹性模量，取3.25*104?（N/mrh）;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“1/C"*E："13-131式中：6（t）1龄期地基约束系数（mm）；h混凝土实际厚度（m

10、m；Ci单纯地基阻力系数（N/mrh）；CX2桩的阻力系数（N/mrh）;E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mm）;根据公式(3-13),CXi取10000计算6=0.0093116（7）=0.0066256(28)=0.0047234)混凝土十缩率和收缩当量温差混凝土十缩率Y(t)Y0(1e-0.01t)M1M2M11(3-14)式中：&Y(t)t龄期混凝土十缩率；£Y0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=1.49*10,£Y(7)=3.42*10,£Y(28)=1

11、2.34*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M水泥细度2(m/kg)M水胶比M胶浆量(%)M养护时间(d)M环境相对湿度(%)MMM减水剂M9粉煤灰掺量(%)M。矿粉掺量(%)M1矿渣水泥1.253001.00.30.85201.011.11251.2500.540.001.00无10101低热水泥1.104001.130.41.0251.221.11301.180.10.760.050.85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1.0600

12、1.680.61.42351.7541.07501.00.31.030.150.68一一400.90401.05抗硫酸盐水泥0.78402.151.04600.880.41.20.200.61-一一一一-一一一一452.5571700.770.51.310.250.55-一一一一-一一一一一一503.03100.96800.70.61.4一一-一一一一-一一-一一一-141800.93900.540.71.43一-一一一一-注：1r水力半径的倒数，为构件截面周长（L）与截面积（F）之比，r10L/F（m1）;2EsFs/EcFc配筋率，Es、Ec钢筋、混凝土的弹性模量（N/mm）,Fs、Fc钢

13、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白分数。收缩当量温差Y（t）1Y（t）（3-15）式中：Ty（t）t龄期混凝土收缩当量温差（C）；a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）=3.42,Ty（28）=12.34结构计算温差TiTm（i）-Tm（i1）TY（i1）-TY（i）（3-16）式中：Ti区段结构计算温度（C）；Tm（i）i区段平均温度起始值（C）；Tm（i+1）i区段平均温度终止值（C）；Ty（i+1）i区段收缩当量温差终止值（C）；Ty（i）i区段收缩当量温差起始值（C）；根据公式（3-16）,计算 "-11.77C T3-7=-4.2C T7-28=26.54C5)各区段拉应力EiTiSi1ch(iL/2)(3-17)式中:o-ii区段混凝土内拉应力（N/mr）;Eii区段内平均弹性模量（N/mmft；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）龄期t(d)36912151821242730S(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