大体积混凝土外约束拉应力计算书
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XXLNG冷能空分项目大体积混凝土浇筑体施工阶段温度应力与收缩应力的计算一、混凝土温度的计算①混凝土浇筑温度:Tj =Tc+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3+……+An)式中:Tc—混凝土拌合温度(℃),按多次测量资料,在没有冷却措施的条件下,有日照时混凝土拌合温度比当时温度高5-7 ℃,无日照时混凝土拌合温度比当时温度高2-3 ℃,我们按3 ℃计;、Tq—混凝土浇筑时的室外温度(考虑夏季最不利情况以30℃计);A 1、A2、A3……An—温度损失系数,A1—混凝土装、卸,每次A=0.032(装车、出料二次);A2—混凝土运输时,A=θt查表得6 m3滚动式搅拌车运输θ=0.0042,运输时间t约30分钟,A=0.0042×30=0.126;A3—浇捣过程中A=0.003t,浇捣时间t约240min,A=0.003×240=0.72;T j =33+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3)=33+(30-33)×(0.032×2+0.126+0.72) =33+(-3)×0.91=30.27℃二、混凝土绝热温升计算T(t)=W×Q×(1-e-mt)/(C×r)式中:T(t)—在t龄期时混凝土的绝热温升(℃);W—每m3混凝土的水泥用量(kg/m3),取420kg/m3;Q—每公斤水泥28天的累计水化热(KJ/kg), 采用425号普通硅酸盐水泥Q =375kJ/kg(建筑施工手册 P614表10-81);C—混凝土比热0.97KJ/(kg·K);r—混凝土容重2400 kg/m3;e—常数,2.71828;m—与水泥品种、浇筑时温度有关,可查建筑施工手册 P614表10-82;t—混凝土龄期(d)。
T3= W×Q×(1-e-mt)/(C×r)=420×375×(1- 2.718-0.406×3)/ (0.97×2400)=47.63(℃)T6= W×Q×(1-e-mt)/(C×r)=420×375×(1- 2.718-0.406×6)/ (0.97×2400)=60.89(℃)T9= W×Q×(1-e-mt)/(C×r)=420×375×(1- 2.718-0.406×9)/ (0.97×2400)=58.35(℃)T 12 = W ×Q ×(1-e -mt )/(C ×r )=420×375×(1- 2.718-0.406×12)/ (0.97×2400)=51.35(℃)混凝土最高绝热温升T h =W ×Q/(C ×r )=340×375/(0.97×2400)=54.77(℃)计算结果如下表三、混凝土内部中心温度计算 T 1(t)=T j +Th ·ξ(t)式中:T 1(t)—t 龄期混凝土中心计算温度;T j —混凝土浇筑温度(℃);ξ—不同浇筑块厚度的温降系数,查建筑施工手册P 614表10-83得,对2.5m 厚混凝土3天时ξ=0.65,6天时ξ=0.62,9天时ξ=0.57,12天时ξ=0.48;T 1(3)=T j +T h ×ξ(3)= 30+47.63×0.65=60.9(℃) T 1(6)=T j +T h ×ξ(6)=30+60.89×0.62=66.55(℃) T 1(9)=T j +T h ×ξ(9)=30+58.35×0.57=63.26(℃) T 1(12)=T j +T h ×ξ(12)=30+51.35×0.48=54.65(℃)从混凝土温度计算得知,砼第6天左右内部温度最高,则验算第6天砼温差。
Th= m c Q/C ρ(1-е-mt)式中:Th—混凝土的绝热温升(℃);m c ——每m 3混凝土的水泥用量,取3;Q——每千克水泥28d 水化热,取C——混凝土比热,取0.97[KJ/(Kg·K)];ρ——混凝土密度,取2400(Kg/m3);е——为常数,取2.718;t——混凝土的龄期(d);m——系数、随浇筑温度改变,取2、混凝土内部中心温度计算T 1(t)=T j +Thξ(t)式中:T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度,是混凝土温度最高值T j ——混凝土浇筑温度,取由上表可知,砼第6d左右内部温度最高,则验算第6d砼温差2、混凝土养护计算混凝土表层(表面下50-100mm 处)温度,底板混凝土表面采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
地下室外墙1200 厚混凝土表面,双面也采用保温材料(阻燃草帘)蓄热保温养护,并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。
计算结果如下表ξ(t)——t 龄期降温系数,取值如下表大体积混凝土热工计算1、绝热温升计算计算结果如下表:①保温材料厚度δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T 2)式中:δ——保温材料厚度(m);λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)] ,取λ——混凝土的导热系数,取2.33[W/(m·K)]T 2——混凝土表面温度:23.9(℃)(Tmax-25)T q ——施工期大气平均温度:25(℃)T 2-T q —--1.1(℃)T max -T 2—21.0(℃)K b ——传热系数修正值,取δ= 0.5h·λi (T 2-T q )K b /λ·(T max -T2)*100=-0.32cm故可采用一层阻燃草帘并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。
②混凝土保温层的传热系数计算β=1/[Σδi /λi +1/βq ]δi ——各保温材料厚度λi ——各保温材料导热系数[W/(m·K)]βq ——空气层的传热系数,取23[W/(m 2·K)]代入数值得:β=1/[Σδi /λi +1/βq ]=48.83③混凝土虚厚度计算:hˊ=k·λ/βk——折减系数,取2/3;λ——混凝土的传热系数,取2.33[W/(m·K)]hˊ=k·λ/β=0.0318④混凝土计算厚度:H=h+2hˊ= 1.66m ⑤混凝土表面温度T 2(t)= T q +4·hˊ(H- h)[T 1(t)- T q ]/H 2式中:T 2(t)——混凝土表面温度(℃)T q —施工期大气平均温度(℃)hˊ——混凝土虚厚度(m)H——混凝土计算厚度(m)式中: hˊ——混凝土虚厚度(m)式中:β——混凝土保温层的传热系数[W/(m 2·K)]T 1(t)——t 龄期混凝土中心计算温度(℃)不同龄期混凝土的中心计算温度(T 1(t))和表面温度(T 2(t))如下表。
大体积混凝土应力计算在混凝土浇筑时,除按上述公式计算混凝土的各种温度外,还应对混凝土裂缝进行计算。
在浇筑前、浇筑中、浇筑后均应及时进行计算,控制混凝土裂缝的出现。
混凝土裂缝计算采用中国建筑设计研究院研制的PKPM 计算软件。
a.混凝土浇筑前裂缝控制计算⑴计算原理(依据《建筑施工计算手册》):大体积混凝土贯穿性或深进的裂缝,主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。
混凝土因外约束引起的温度(包括收缩)应力(二维时),一般用约束系数法来计算约束应力,按以下简化公式计算:△ 卄(2/3)? T(c+T7(t)-Th 式中:旷混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2);E(t)--混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mn 2),—般取平均a--混凝土的线膨胀系数,取1.0 X 105;△T-- 混凝土的最大综合温差(C)绝对值,如为降温取负值;当大体积混凝土基础长期裸露在室外,且未回填土时,△ T 值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算;计算结果为负值,则表示降温;T o--混凝土的浇筑入模温度(C );T(t)--浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升值(C);T y(t)--混凝土收缩当量温差(C);T h--混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度,一般根据历年气象资料取当年平均气温「C);S t)--考虑徐变影响的松弛系数,一般取0.3? 0.5 ;R--混凝土的外约束系数,当为岩石地基时,R=1; 当为可滑动垫层时,R=0, —般土地基取0.25? 0.50 ;v--混凝土的泊松比取 S t ) =0.19 , R= 0.50 , Y =0.15;① 混凝土 3d 的弹性模量由式:计算得:E ⑶二 0.60 X 104② 最大综合温差△ T=11.66 C1-他 er④不同龄期的抗拉强度由式X(i) = 0^(18b. 混凝土浇筑后裂缝控制计算⑴计算原理(依据《建筑施工计算手册》 ): 弹性地基基础上大体积混凝土基础或结构各降温阶段综合最大温度收 缩拉应 力,按下式计算:---- 1 工 E 闵工 谢%降温时,混凝土的抗裂安全度应满足下式要求 :⑵计算:③基础混凝土最大降温收缩应力, 由式 :计算得:=0.08N/mm计算得:⑤抗裂缝安全度:t(3)=0.94N/mmK=0.94/0.08=11.75>1.15 故满足抗裂条件。
宁波LNG冷能空分项目大体积混凝土浇筑体施工阶段温度应力与收缩应力的计算一、混凝土温度的计算①混凝土浇筑温度:Tj =Tc+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3+……+An)式中:Tc—混凝土拌合温度(℃),按多次测量资料,在没有冷却措施的条件下,有日照时混凝土拌合温度比当时温度高5-7 ℃,无日照时混凝土拌合温度比当时温度高2-3 ℃,我们按3 ℃计;、Tq—混凝土浇筑时的室外温度(考虑夏季最不利情况以30 ℃计);A 1、A2、A3……An—温度损失系数,A1—混凝土装、卸,每次A=0.032(装车、出料二次);A2—混凝土运输时,A=θt查表得6 m3滚动式搅拌车运输θ=0.0042,运输时间t约30分钟,A=0.0042×30=0.126;A3—浇捣过程中A=0.003t, 浇捣时间t约240min, A=0.003×240=0.72;T j =33+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3)=33+(30-33)×(0.032×2+0.126+0.72) =33+(-3)×0.91=30.27 ℃二、混凝土绝热温升计算T(t)=W×Q×(1-e-mt)/(C×r)式中:T(t)—在t龄期时混凝土的绝热温升(℃);W—每m3混凝土的水泥用量(kg/m3),取420kg/m3;Q—每公斤水泥28天的累计水化热(KJ/kg), 采用425号普通硅酸盐水泥Q =375kJ/kg(建筑施工手册 P614表10-81);C—混凝土比热0.97 KJ/(kg·K) ;r—混凝土容重2400 kg/m3;e—常数,2.71828;m—与水泥品种、浇筑时温度有关,可查建筑施工手册 P614表10-82;t—混凝土龄期(d)。
T3= W×Q×(1-e-mt)/(C×r)=420×375×(1- 2.718-0.406×3)/ (0.97×2400)=47.63(℃)T6= W×Q×(1-e-mt)/(C×r)=420×375×(1- 2.718-0.406×6)/ (0.97×2400)=60.89(℃)T9= W×Q×(1-e-mt)/(C×r)=420×375×(1- 2.718-0.406×9)/ (0.97×2400)=58.35(℃)T 12 = W ×Q ×(1-e -mt )/(C ×r )=420×375×(1- 2.718-0.406×12)/ (0.97×2400)=51.35(℃)混凝土最高绝热温升T h =W ×Q/(C ×r )=340×375/(0.97×2400)=54.77(℃)计算结果如下表三、混凝土内部中心温度计算 T 1(t)=T j + Th ·ξ(t)式中:T 1(t)—t 龄期混凝土中心计算温度;T j —混凝土浇筑温度(℃);ξ—不同浇筑块厚度的温降系数,查建筑施工手册P 614表10-83得,对2.5m 厚混凝土3天时ξ=0.65,6天时ξ=0.62,9天时ξ=0.57,12天时ξ=0.48;T 1(3)= T j +T h ×ξ(3)= 30+47.63×0.65=60.9(℃) T 1(6)= T j +T h ×ξ(6)= 30+60.89×0.62=66.55(℃) T 1(9)= T j +T h ×ξ(9)= 30+58.35×0.57=63.26(℃) T 1(12)= T j +T h ×ξ(12)= 30+51.35×0.48=54.65(℃)从混凝土温度计算得知,砼第6天左右内部温度最高,则验算第6天砼温差。
大体积混凝土温度应力和收缩应力计算书由于混凝土为C 30 S 8,厚度为1300mm ,为大体积混凝土,故选用水化热低的矿渣425#水泥,辅以外加剂和掺合料.根据以往施工资料,掺外加剂和掺合料的C 30 S 8大体混凝土每立方米用料,矿425#水泥390kg 水泥发热量335kj/kg,预计8月份施工大气温度最高为35℃以上,混凝土浇筑温度控制在26℃以内,进行计算分析。
(1)混凝土温度应力分析 1)混凝土最终绝热温升 ==ρC Q T t 0c )(m =57.6℃式中T (t)—混凝土最终绝热温升m c —每立方米混凝土水泥用量 Q o —每公斤水泥水化热量 C —混凝土比热 ρ—混凝土密度2)混凝土内部不同龄期温度 ①求不同龄期绝热温升混凝土块体的实际温升,受到混凝土块体厚度变化的影响,因此与绝热温升有一定的差异。
算得水化热温升与混凝土块体厚度有关的系数ξ值,如表7-10。
不同龄期水化热温升与混凝土厚度有关系数ξ值 表7-10T t =T (t )·ξ式中T t —混凝土不同龄期的绝热温升T(t)—混凝土最高绝热温升ξ—不同龄期水化热温升与混凝土厚度有关值经计算列于下表7-11不同龄期的绝热温升(℃)表7-11②不同龄期混凝土中心最高温度Tmax=T j+T t式中T max—不同龄期混凝土中心最高温度T j—混凝土浇筑温度T t—不同龄混凝土绝热温升计算结果列于表7-12不同龄期混凝土中心最高温度表7-123)混凝土温度应力本底板按外约束为二维时的温度应力(包括收缩)来考虑计算①各龄期混凝土的收缩变形值及收缩当量温差a.各龄期收缩变形&y(t)=&0y(1-e-0.01t)×M1×M2x……xMn式中&y(t)—龄期t时混凝土的收缩变形值&0y—混凝土的最终收缩值,取3.24×10-4/℃M1.M2……Mn各种非标准条件下的修正系数本工程根据用料及施工方式修正系数取值如表7-13修正系数取值表7-13经计算得出收缩变形如表7-15各龄期混凝土收缩变形值 表7-15b.各龄期收缩当量温差将混凝土的收缩变形换算成当量温差式中—各龄期混凝土收缩当量温差(℃)&y (t)—各龄期混凝土收缩变形—混凝土的线膨胀系数,取10×10-6/℃ 计算结果列于表7-16各龄期收缩当量温差 表7-16②各龄期混凝土的最大综合温度差 ΔT(t)=T j +T(t)+T y (t)-T q 式中ΔT(t)—各龄期混凝土最大综合温差T j —混凝土浇筑温度,取26℃ T(t)—龄期t 时的绝热温升 T y (t)—龄期t 时的收缩当量温差T q —混凝土浇筑后达到稳定时的温度,取年平均气温25℃计算结果列表7-17各龄期混凝土最大综合温度差 表7-17③各龄期混凝土弹性模量 E(t)=E h (1-e -0.09t )式中E(t)—混凝土龄期t 时的弹性模量(MPa)E h —混凝土最终弹性模量(MPa) C 30混凝土取3.0×104(MPa) 计算结果列表7-18混凝土龄期t 时的强性模量 表7-18④混凝土徐变松驰系数、外约束系数、泊桑比及线膨胀系数 a.松驰系数,根据有关资料取值列表7-19混凝土龄期t 时的松驰系数 表7-19b.外约束系数(R) 按一般土地基,取R=0.5c.混凝土泊桑比(μ) 从取0.15d.混凝土线膨胀系数(α) α取10×10-6/℃⑤不同龄期混凝土的温度应力 σ(t)=-RS T E t h t t ⨯⨯-∆⨯⨯)()()(1μα式中σ(t)—龄期t 时混凝土温度(包括收缩)应力E (t)—龄期t 时混凝土弹性模量 α—混凝土线膨胀系数ΔT(t)—龄期t 时混凝土综合温差 μ—混凝土泊桑比S h(t)—龄期t 时混凝土松驰系数 R —外约束系数 计算结果列表7-20不同龄期混凝土温度(包括收缩)应力 表7-204)结论C 30混凝土 28d R L =1.43(MPa) 同龄期混凝土 R L (12d)=0.75R1=1.07(MPa) 所以:()07.196.173.043.112=>==k R d L σ由计算可知基础在露天养护期间混凝土有可能出现裂缝,在此期间混凝土表面应采取养护和保温措施,使养护温度加大,综合温度减小,则可控制裂缝出现。
大体积混凝土裂缝控制计算大体积混凝土结构出现贯穿或深进裂缝,主要是由于平均降温差和收缩差引起的收缩应 力大于混凝土此时的抗拉应力而产生裂缝。
基础混凝土标号 C30计算,采用普通硅酸盐 42.5 水泥,其掺量为 310kg/m 3, 收缩应力计算过程如下:应力计算公式为:σ=- E (t) ·а· ΔT ·H (t) R/(1- ν)式中: σ— 混凝土的温度(包括收缩)应力( N/mm 2)For personal use only in study and research; not for commercial useE (t) —混凝土的弹性模量( N/mm 2),一般取平均值а— 混凝土的线性膨胀系数,取 10×10-6(1/ ℃ ) H (t )—考虑徐变影响的松弛系数,按下表取用荷载持续时间 t 的混凝土的松弛系数 H (t)R —混凝土的外约束系数 ,当为岩石地基时 ,R=1; 当为可滑动的垫层时 ,R=0,一般土地基取 0.25 ~0.5, 本工程根据地质情况取 R=0.5。
V —混凝土的泊松比,取 0.15 ,以上各参数的计算公式如下:E (t) =E c ·(1-e -0.09t ) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (1) Δ T=T 0+2/3 · T (t) +T y(t) -T h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (2) T (t) =C · Q · (1-e -mt )/c · ρ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (3) T y(t) = ξ y(t) / α ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (4)ξy(t) = ξy0(1-e -0.01t ) Μ1·Μ2···Μn ⋯(5) 上面公式中:T 0—混凝土的入模温度( 0C )T (t) —混凝土水化热绝热温升值( 0C ) T y(t) —— 混凝土收缩当量温差( 0C )T h —混凝土浇筑后达到稳定时的温度( 0C ) C —每立方米混凝土水泥用量 kg/ m 3Q —每公斤水泥水化热量( J/kg ) с—混凝土的比热( J/kg ·K ), 取0.973ρ—混凝土质量密度,取 2400 kg/ m 3 е —常数,为 2.718ξ y(t) —各龄期混凝土的收缩相对变形а —混凝土的线膨胀系数,取 10×10-6 m —与水泥品种、浇捣时间有关的经验系数,取 0.3 t —龄期( d )取 3d 、7d 和15d ξy0—标准状态下的最终收缩量,取 3.24 ×10-4Μ 1、Μ2⋯⋯Μn—考虑各种非标准条件的修正系数,可查《建筑施工计算手册》E(t)—混凝土从浇筑后至计算时弹性模量( N/mm2)Ec—混凝土的最终弹性模量( N/mm2)d—混凝土从浇筑后到计算的天数( 1)按3天龄期计算:T(3)=[C·Q/ c ·ρ] ·(1-e -mt) =(310 ×334)×(1-e-0.3×3)/(0.97 ×2400) =30.97 0C 由公式( 1)得经查表得:Μ1=1.0 ,Μ2=1.0,Μ3=1.0,Μ4=1.14,Μ5=1.1 Μ6=1.09,Μ7=0.77,Μ8=1.0 ,Μ9=1.0,Μ10=0.85ξy3=ξy0(1-e -0.01t ) Μ1·Μ 2···Μn=3.24 ×10-4×(1-e -0.01×3)×1.09×0.85×0.77×1.14×1.1=0.0858 ×10-4 由公式( 4)得T y(3)=-ξy(t)/α=-0.0858×10-4/1.0×10-5=-0.8580C由公式( 2)ΔT=T0+2/3 ·T(3) +T y(3)-T h=15+2/3×30.97+0.858-13=23.5 0C由公式( 1)E(t) =E c·(1-e -0.09t )=3.15 ×104×(1-e -0.27 )=0.75 ×104 因此,温度应力为:4 -6σ=[-E(t) ·α·ΔT/(1- ν)] ·H(t) ·R=0.75×104×10×10-6×23.5×0.57 ×1.0/ (1-0.15 )=1.18N/mm2根据《混凝土结构计算手册》可知:3天混凝土抗拉强度为0.9N/mm2, 小于降温温差收缩应力,混凝土表面会产生裂缝。
大体积混凝土温度应力计算在大体积混凝土结构中,温度变化会导致混凝土产生应力,这种应力称为温度应力。
温度应力的大小取决于温度变化的程度、混凝土的热膨胀系数和约束条件等因素。
为了确保混凝土结构的安全可靠,必须对温度应力进行计算和控制。
下面将介绍大体积混凝土温度应力的计算方法。
首先,需要确定混凝土结构中的温度变化范围。
混凝土在不同环境温度下会发生热膨胀或热收缩,其热膨胀系数一般在10×10^-6/℃到15×10^-6/℃之间。
根据混凝土的温度膨胀系数和温度变化范围,可以计算出混凝土结构的温度变化引起的应变。
其次,需要确定混凝土结构中约束条件的情况。
混凝土结构可以通过外部约束或内部约束来限制其热膨胀或热收缩。
外部约束可以通过支座或混凝土外部的钢筋约束进行,而内部约束则是指混凝土内部的钢筋约束。
约束条件的类型会影响混凝土结构中温度应力的传递和分布。
根据上述参数,可以使用以下公式计算温度应力:σ=α×ΔT×E其中,σ表示温度应力,α表示混凝土的热膨胀系数,ΔT表示温度变化引起的温度差,E表示混凝土的弹性模量。
此公式是基于线弹性理论,适用于小应变和小变形的情况。
在大体积混凝土结构中,温度应力的分布是非均匀的。
在一般情况下,温度应力在混凝土结构的表面会较大,而在内部会较小。
因此,为了确保结构的安全,需要进行应力分析,并采取相应的措施,如设置伸缩缝、防止温度差异过大等。
除了考虑温度应力,还需要综合考虑其他应力源,如自重应力、施工载荷应力、外部荷载应力等,以确保混凝土结构的稳定性和安全性。
总之,大体积混凝土温度应力的计算是结构设计中的重要一环。
通过合理的温度应力计算和控制,可以确保混凝土结构的安全、可靠和耐久性。
反应器基础大体积混凝土计算书一、参考资料:《建筑施工计算手册》汪正荣编著2001年7月第一版《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009《建筑施工手册》第四版二、已知条件:配合比设计报告砂含水率为6%,石子含水率均为1.5%三、大体积混凝土裂缝控制计算大体积混凝土结构浇筑后,由于水泥水化热使混凝土温度升高,体积膨胀,达到峰值后(约3~5d)将持续一段时间,因内部温度慢慢要与外界气温相平衡,以后温度将逐渐下降,从表面开始慢慢深入到内部,此时混凝土已基本结硬,弹性模量很大,降温时当温度收缩变形受到外部边界条件的约束,将引起较大的温度应力。
一般混凝土内部温升值愈大,降温值也愈大,产生的拉应力也愈大,如通过施工计算后采取措施控制过大的降温收缩应力的出现,即可控制裂缝的发生。
外约束裂缝控制的施工计算按不同时间和要求,分以下两个阶段进行。
3.1混凝土浇筑前裂缝控制施工计算在大体积混凝土浇筑前,根据施工拟采取的施工方法、裂缝控制技术措施和已知施工条件,先计算混凝土的最大水泥水化热温升值、收缩变形值、收缩当量温差和弹性模量,然后通过计算,估量混凝土浇筑后可能产生的最大温度收缩应力,如小于混凝土的抗拉强度,则表示所采取的裂缝控制技术措施,能有效地控制裂缝的出现;如超过混凝土的允许抗拉强度,则应采取调整混凝土的浇筑温度,减低水化热温升值,降低内外温差,改善施工操作工艺和性能,提高混凝土极限拉伸强度或改善约束技术措施,重新进行计算,直至计算的降温收缩应力,在允许范围以内为止,以达到预防温度收缩裂缝出现的目的。
3.1.1混凝土拌合物温度计算预计施工时室外环境温度为20℃;砂温度20℃,石温度20℃,水温度18℃,水泥温度20℃。
采用搅拌运输车运输,运输车运输时间为40min泵车浇筑,使用汽车泵浇筑,机械振捣。
砂含水量W=761*6%=46kgs=1052*1.5%=16kg石子含水量Wg=155-46-16=93kg应加水量Mw—混凝土的拌合温度()式中 TT S、T g、T c、T w—砂、石子、水泥、拌合用水的温度(℃)M c、M s、M g—水泥、扣除含水量的砂及石子的重量(kg)M w、w s、w g—水及砂、石子中游离水的重量(kg)C c、C s、C g、C w—水泥、砂子、石子及水的比热容(KJ/kg.K)取C c= C s= C g=0.84kj/kg.K, C w=4.2kj/kg.K= [0.22(20×761+20×1052+20×291)+(18×93+20×46+20×16)]÷[0.22 T(761+1052+291)+155]=19.7℃3.1.2混凝土浇筑温度计算:θ1、θ2、θ3——温度损失系数,按以下规定取用: ⑴、 装料、运转、卸料θ1=0.032×3min=0.096 ⑵、 搅拌运输车运输 θ2=0.0042×40min=0.168 ⑶、 平仓振捣时间计60min ,θ3=0.003×60min=0.18 θ1+θ2+θ3=0.096+0.168+0.18=0.444 T P =19.7+(20-19.7)×0.444=20℃ 3.1.3计算混凝土绝热升温值)(t T :3.1.3.1水泥水化热计算: A 、水泥水化热总量计算=4÷(7÷354-3÷314)=391kj/kgB 、胶凝材料水化热总量计算根据配合比可知K=0.96+0.93-1=0.89 Q=0.89×391 kj/kg=348 kj/kg3.1.3.2绝热状态下混凝土的水化热绝热升温值为: )1()(mt c t e C Q m T --=ρ;ρC Qm T c =max 上式中:)(t T ——浇完一段时间t ,混凝土的绝热升温值;m a x T ——混凝土的最大水化热绝热升温值,即最终升温值; c m ——每立方米混凝土胶凝材料用量,403kg/m 3;Q ——胶凝材料水化热总量(kj/kg); 348 kj/kgc ——混凝土比热在0.84~1.05K kg kJ ∙/之间,一般取K kg kJ c ∙=/96.0 ρ——混凝土质量密度: 2380 kg/m 3; e ——常数,e =2.718m ——与水泥品种比表面、浇捣时温度以及有关的经验系数,由表11-9查得,一般取m=0.2~0.4;查表11-9得(m=0.363)mt e --1——可查表11-101-e -m3=0.662(3天) 1-e -m6=0.886(6天) 1-e -m9=0.962(9天)ρC Qm T c =max = (403x348)/0.96x2380=61.38℃ T (3)=m c Q(1-e -mt )/C ρ=61.38×0.662=40.63℃ T (6)=m c Q(1-e -mt )/C ρ=61.38×0.886=54.38℃T (9)=m c Q(1-e -mt )/C ρ=61.38×0.962=59.05℃ 3.1.3.3混凝土中心计算温度 T=T P +T t ×T 为混凝土中心计算温度T P 为混凝土浇筑温度为3.1.2计算结果20℃ Tt 为混凝土的绝热升温值为3.1.3.2计算结果为t 龄期降温系数T (3d)=20+40.63×0.42=37.1℃ T (6d)=20+54.38×0.31=36.9℃ T (9d)=20+59.05×0.19=31.2℃ 3.1.4混凝土收缩变形值《大体积混凝土施工规范》第23页M 1:水泥品种修正系数,普通水泥取1.0; M 2:水泥细度修正系数:细度模数为370m 2/kg 取1.13 M 3:水灰比修正系数:水灰比为0.38取1.0;M 4:胶浆量修正系数:估算一般为(水全部重量+胶凝材料全部重量+砂子重量的30%)÷混凝土重量。
大体积混凝土浇筑体施工阶段应力与收缩应力的计算(墩身C40混凝土)一、混凝土的绝热温升1、C40砼配合比为(kg/m3)水泥:粉煤灰:矿粉:细骨料:粗骨料:外加剂:水=345:46:69:718:1066:3.7:1742、现场测得砼入模温度为24℃,昆明年平均气温取20℃.3、胶凝材料水化热总量计算:Q=k×Q0=0.925×330=305 kJ其中k=k1+k2-1=0.925 Q0=330 kJ4、室外平均混凝土的绝热温升值可按下式计算:T(t)=WQ(1-e-mt)/Cρ(1)取第三天的绝热温升值T(3)=460×305×(1-e-0.3×3)/ 0.97×2400=35.8℃T max=Tj+Tτ·ξ=24+35.8×0.634=45.7℃(2)第三天混凝土表面温度计算Tb(3)=Tq+4h′(H-h′)ΔT(3)/H2模板及保温层的传热系数(W/m·K)β=1/(Σδi/λi+1/βq)=1/(0.002/0.035+1/23)=9.9混凝土的虚拟厚度(m)h′=Kλ/β=0.666×2.33/9.9=0.16混凝土的计算厚度(m)H=h+2 h′=2.4+2×0.16=2.72Tb(3)=20+4×0.16×(2.72-0.16) ×25.7/2.722 =25.7℃(4)、温差计算第三天龄期砼的块体里表温差ΔT1(3)=Tm(3)-Tb(3)=45.7-25.7=20℃<25℃Tm(t)—龄期为t时,混凝土浇筑体内的最高温度Tb(t)—龄期为t时,混凝土浇筑体内的表层温度砼表面与大气温度差为:25.7-20=5.7℃(5)取第二天的绝热温升值T(2)=460×305×(1-e-0.3×2)/ 0.97×2400=27.2℃T max=Tj+Tτ·ξ=24+27.2×0.634=41.2℃(6)第二天混凝土表面温度计算Tb(2)=Tq+4h′(H-h′)ΔT(2)模板及保温层的传热系数(W/m·K)β=1/(Σδi/λi+1/βq)=1/(0.002/0.035+1/23)=9.9混凝土的虚厚度(m)h′=Kλ/β=0.666×2.33/9.9=0.16混凝土的计算厚度(m)H=h+2 h′=2.4+2×0.16=2.72Tb(2)=20+4×0.16×(2.72-0.16) ×21.2/2.722 =24.7℃5、温差计算第二天龄期砼的块体里表温差ΔT1(2)=Tm(2)-Tb(2)=41.2-24.7=16.5℃<25℃Tm(t)—龄期为t时,混凝土浇筑体内的最高温度Tb(t)—龄期为t时,混凝土浇筑体内的表层温度砼表面与大气温度差为:24.7-20=4.7℃结论;在砼表面覆盖1mm厚的2层薄膜作为保温防护措施的方案是可行的,不需要水循环降温。
大体积混凝土相关计算第一节浇筑体温度应力和收缩应力计算1混凝土绝热温升计算T t=WQCρ(1−e−mt)m=km0,m0=AW+B,W=λW C,k=k1+k2—1式中:T(t)——混凝土龄期为t时的绝热温升(℃);W——每立方米混凝土的胶凝材料用量(kg/m3);C—混凝土的比热容,可取0.92~1.00[kJ/(kg·℃)],取0.97;ρ——混凝土的质量密度,可取2400~2500( kg/m3),取2400;t——混凝土龄期(d);m——与水泥品种、用量和入模温度等有关的单方胶凝材料对应系数。
按20℃入模温度考虑,k取值0.85+0.86-1=0.71,W取值0.65×435=282.75kg,m0取值0.0024×282.75+0.5159=1.195,m取值0.71×1.195=0.848计算过程:龄期3d的绝热温升:T(3d)=282.75×314×(1-e-0.848×3)/(0.97×2400)=35.14℃龄期7d的绝热温升:T(7d)=282.75×354×(1-e-0.848×7)/(0.97×2400)=38.04℃龄期28d的绝热温生:T(28d)=282.75×375×(1-e-0.848×28)/(0.97×2400)=45.55℃T m=282.75×375×1/(0.97×2400)=45.55℃不同品种、强度等级水泥的水化热:2混凝土收缩值的当量温度计算εy(t)=εy0(1−e−0.01t)∙M1∙M2∙M3∙∙∙M11T y(t)=εy(t)/α式中:εy——龄期为t时,混凝土收缩引起的相对变形值;εy0——在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值,取4.0×10-4;M1、M2、…M1——混凝土收缩变形不同条件影响修正系数;T y(t)——龄期为t时,混凝土收缩值当量温度;α——混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5。
大体积混凝土温度和温度应力计算在大体积混凝土施工前,必须进行温度和温度应力的计算,并预先采取相应的技术措施控制温度差值,控制裂缝的发展,做到心中有数,科学指导施工,确保大体积混凝土的施工质量。
1温度计算1、混凝土拌合物的温度混凝土拌合物的温度是各种原材料入机温度的中和。
温度计算:水泥:328 Kg 70℃砂子:742 Kg 35℃含水率为3%石子:1070Kg 35℃含水率为2%水:185 Kg 25℃粉煤灰:67 Kg 35℃外加剂:8 Kg 30℃TO=[0.9(MceTce+MsaTsa+MgTg)+2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsaTsa+WgMgTg)-C2(WsaMsa+WgMg)]/[2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg)]式中:TO ——混凝土拌合物的温度(℃)Mw、Mce、Msa、Mg ——水、水泥、砂、石每m3的用量(kg/m3) Tw、Tce、Tsa、Tg ——水、水泥、砂、石入机前温度Wsa、Wg ——砂、石的含水率(%)C 1、C2——水的比热溶(kJ/Kg K)及溶解热(kJ/Kg)C 1=2,C2=0(当骨料温度>0℃时)TO=[0.9(328×70+67×35+8×30+742×35+1070×35)+2×25(185-742×3%-1070×2%)+2(3%×742×35+2%×1070×35)-0]/[2×185+0.9(328+742+1070)]=37.49℃2、混凝土拌合物的出机温度T 1=T-0.16(T-Ti)式中: T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)Ti——搅拌棚内温度,约30℃∴ T1=37.49-0.16(37.49-30)=36.3℃3、混凝土拌合物浇筑完成时的温度T2= T1-(αtt+0.032n)(T1-Ta)℃式中:T2——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(℃)α——温度损失系数取0.25tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间取0.7h n ——混凝土转运次数取3Ta——运输时的环境气温取35T2=36.3-(0.25×0.7+0.032×3)(36.3-35)=35.95℃混凝土拌合物浇筑完成时温度计算中略去了模板和钢筋的吸热影响。
混凝土自约束应力计算书计算依据:1、《大体积混凝土施工规范》GB50496-20092、《建筑施工计算手册》江正荣编著一、混凝土的弹性模量计算依据:《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009混凝土龄期为10天时,混凝土的弹性模量E(t)=βE0(1-e-φt)=1.02×3×104×(1-2.718-0.09×10)=18159N/mm2 二、混凝土最大自约束应力计算依据:《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009水泥水化热总量:Q0=4/(7/Q7-3/Q3)=4/(7/250-3/220)=278.481kJ/kg胶凝材料水化热总量:Q=kQ0=(k1+k2-1)Q0=(0.96+0.93-1)×278.481=247.848kJ/kg混凝土的绝热温升:T(t)=WQ(1-e-mt)/(Cρ)=30×247.848×(1-2.718-0.4×10)/(0.95×2450)=3.1°CT m=T0+ T(t)·ζ=24+3.136×0.36=25.1°C在施工准备阶段,最大自约束应力:σzmax=α×E(t) ×ΔT lmax×H i(t, τ)/2=1.0×10-5×18159×(25.129-10)×0.225/2=0.309MPa 三、控制温度裂缝计算依据:《大体积混凝土施工规范》GB50496-20091、混凝土抗拉强度f tk(t)=f tk(1-e-γt)=2.01×(1-2.781-0.3×10)=1.91N/mm22、混凝土防裂性能判断λf tk(t)/K=λ1λ2f tk(t)/K=1.03×1.09×1.91/1.15=1.865N/mm2。
大体积混凝土工程施工温度与应力计算1.1 软件简介-- 温度场计算方法大体积混凝土计算采用FZFX3D 进行计算,其求解理论是基于温度场计算理论,简述如下。
混凝土温度场的求解方法可以分为三类:1)理论解法。
主要用来求解边界条件比较简单的一维温度场,常用的方法有分离变量法和拉普拉斯变换法,对于随着时间而作简谐变化的准稳定温度场,还可以采用复变函数的方法。
这些方法在数学物理方程中有对实际工程有用的一些理论解答;2)差分解法。
就是用差分代替微分的一种数值解法;3)有限单元法。
把求解区域剖分成有限个单元,通过变分原理,得到以节点温度为变凉的一个代数方程组,此方法可用以求解边界条件十分复杂的问题。
FZFX3D 采用第三种方法,即有限单元法进行编制,下文将给出温度场计算的理论基础与算法。
混凝土不稳定温度场),,,(t z y x T 满足热传导方程:式中t 时间,θ混凝土绝热温升,a 混凝土导温系数,λ混凝土导热系数,c 比热,ρ容重在某一给定区域Ω内,边界满足初始条件温度场计算的边界条件可用以下四种方式给出。
1.第一类边界条件混凝土表面温度T 是时间的已知函数,即2.第二类边界条件混凝土表面的热流量是时间的已知函数,即式中n 为表面外法线方向。
若表面是绝热的,则有3.第三类边界条件当混凝土与空气接触时,经过混凝土表面的热流量是第三类边界条件假定经过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度T 和气温Tc 之差成正比,即式中β是表面放热系数,单位为kJ/(㎡·h·℃)当表面放热系数趋于无限时,T=Ta,即转化为第一类边界条件。
当表面放热系数β=0 时,1. 第四类边界条件当两种不同的固体接触时,如果接触良好,则在接触面上温度和热流量都是连续的,边界条件如下:如果两固体之间接触不良,则温度是不连续的,这时需要引入接触热阻的概念。
加入接触缝隙中的热容量可以忽略,那么接触面上热流量应保持平衡,因此边界条件如下式中Rc 为因接触不良而产生的热阻,由实验确定。
大体积混凝土应力计算在建筑工程中,大体积混凝土的应用十分广泛,如大坝、大型基础、大型桥梁墩台等。
然而,由于大体积混凝土结构的尺寸较大,水泥水化热释放集中,内部温度升高较快,与外部环境形成较大温差,从而产生较大的温度应力。
如果温度应力超过混凝土的抗拉强度,就会导致混凝土开裂,影响结构的安全性和耐久性。
因此,准确计算大体积混凝土的应力对于保证工程质量至关重要。
大体积混凝土应力的产生主要源于两个方面:一是由外荷载引起的应力,二是由温度变化、收缩等非荷载因素引起的应力。
外荷载引起的应力计算相对较为简单,通常可以根据结构力学的方法进行计算。
而温度应力和收缩应力的计算则较为复杂,需要考虑混凝土的热学性能、力学性能以及施工过程等多种因素。
在计算温度应力时,首先需要确定混凝土的温度场。
混凝土在浇筑后的水化过程中会释放出大量的热量,导致内部温度升高。
热量的传递主要通过热传导、热对流和热辐射三种方式进行。
通过建立热传导方程,并结合边界条件和初始条件,可以求解出混凝土内部的温度分布。
常用的方法有有限元法、有限差分法等。
确定了温度场后,就可以计算温度应力。
温度应力的计算通常基于热弹性理论。
混凝土在温度变化时会产生膨胀或收缩,如果这种变形受到约束,就会产生应力。
温度应力的大小与混凝土的线膨胀系数、弹性模量、温度变化量以及约束程度等因素有关。
在实际计算中,通常将混凝土结构简化为一维、二维或三维模型,并采用相应的计算公式进行计算。
收缩应力的计算与温度应力类似,也需要考虑混凝土的收缩特性和约束条件。
混凝土的收缩主要包括干燥收缩、自收缩和碳化收缩等。
收缩的大小与混凝土的配合比、养护条件、环境湿度等因素有关。
在计算收缩应力时,通常将收缩等效为温度降低引起的变形,然后按照温度应力的计算方法进行计算。
除了温度应力和收缩应力外,混凝土还会受到徐变的影响。
徐变是指混凝土在长期荷载作用下,应变随时间增长的现象。
徐变会使混凝土的应力得到部分松弛,从而降低温度应力和收缩应力的不利影响。
混凝土自约束应力计算书计算依据:1、《大体积混凝土施工标准》GB50496-20182、《建筑施工计算手册》江正荣编著一、混凝土的弹性模量E(t)=βE 0(1-e -φt )=1.02×3×104×(1-2.718-0.09×10)=18159N/mm 2二、混凝土最大自约束应力混凝土浇注体内的表面温度T b (°C) 10 混凝土浇注体内的最高温度T m (°C) 25.1 水泥3天的水化热Q 3(kJ/kg) 220 水泥7天的水化热Q 7(kJ/kg) 250 粉煤灰掺量对水化热调整系数k 10.96矿渣粉掺量对水化热调整系数k 2 0.93 每m 3混凝土胶凝材料用量W(kg/m 3) 30混凝土比热C[kJ/(kg·°C)] 0.95 混凝土重力密度ρ(kg/m 3) 2450 系数m(d-1)0.4 混凝土入模温度T 0(°C)24混凝土结构的实际厚度h(m)1在龄期为τ时,第i 计算区段产生的约束应力延续至t 时的松弛系数Hi(t, τ)0.225 水泥水化热总量:Q 0=4/(7/Q 7-3/Q 3)=4/(7/250-3/220)=278.481kJ/kg 胶凝材料水化热总量:Q=kQ 0=(k 1+k 2-1)Q 0=(0.96+0.93-1)×278.481=247.848kJ/kg 混凝土的绝热温升:T(t)=WQ(1-e -mt )/(C ρ)=30×247.848×(1-2.718-0.4×10)/(0.95×2450)=3.1°C T m =T 0+ T(t)·ξ=24+3.136×0=24°C 在施工准备阶段,最大自约束应力:σzmax =α×E(t) ×ΔT lmax ×H i (t, τ)/2=1.0×10-5×18159×(24-10)×0.225/2=0.286MPa三、控制温度裂缝f tk(t)=f tk(1-e-γt)=2.01×(1-2.718-0.3×10)=1.91N/mm22、混凝土防裂性能判断f tk(t)/K=1.91/1.15=1.661N/mm2。
大体积混凝土外约束拉应力计算书计算依据:1、《大体积混凝土施工规范》GB50496-20222、《建筑施工计算手册》江正荣编著一、混凝土外约束拉应力第1层保温层厚度δ1(m)实测日期t1(d)松弛系数H1(t1)实测温度T2(°C)实测日期t3(d)松弛系数H3(t3)0.0430.1864590.383第1层保温材料导热系数λ1[W/(m·K)]实测温度T1(°C)实测日期t2(d)松弛系数H2(t2)实测温度T3(°C)固体在空气中的放热系数βu[W/(m·K)]混凝土的导热系数λ0[W/(m·K)]混凝土浇筑体的实际厚度h(m)0.452.1混凝土浇筑体的长度L(mm)外约束介质水平变形刚度C某(10N/mm)水泥品种修正系数M1水胶比修正系数M3养护时间修正系数M5水力半径的倒数修正系数M7减水剂修正系数M9矿粉掺量修正系数M111.11.211.110.761.31.01水泥细度修正系数M2胶浆量修正系数M4环境相对湿度修正系数M6ESFS/ECFC修正系数M8粉煤灰掺量修正系数M10粉煤灰掺量对弹性模量调整修正系数β1矿渣粉掺量对弹性模量调整修正系数β21.03系数φ0.091.131.451.10.850.860.99-2320.055060.2153535.745.5801、各龄期混凝土弹性模量Ei(3)=βE0(1-e-φt)=β1β2E0(1-e-φt)=0.99某1.03某3.25某104某(1-2.718-0.09某3)=7844N/mm2同理:Ei(6)=13832N/mm2,Ei(9)=18403N/mm22、各龄期混凝土浇筑体综合降温差的增量εy(3)=εy0(1-e-0.01t)·M1·M2·M3…M11=3.24某10-4某(1-2.718-0.01某3)某1.1某1.13某1.21某1.45某1.11某1.1某0.76某0.85某1.3某0.86某1.01=1.86某10-53天的混凝土的收缩当量温度:Ty(3)=εy(t)/α=1.86某10-5/1.0某10-5=1.86°C同理:εy(6)=3.665某10-5,Ty(6)=3.66°C,εy(9)=5.417某10-5,Ty(9)=5.42°CΔT2i(6)=(T2-T1)+(Ty(6)-Ty(3))=(50-45)+(3.665-1.86)=6.805°C 同理:ΔT2i(9)=11.752°C3、各龄期外约束系数保温层总热阻:RS=Σ(δi/λi)+1/βu=(0.04/0.05)+1/35.7=0.828(m2·K)/W保温层总放热系数:βS=1/RS=1/0.828=1.208W/(m2·K)保温层相当于混凝土的虚拟厚度:h'=λ0/βS=0.45/1.208=0.373mRi(6)=1-1/coh[(C某/HE(6))0.5某L/2]=1-1/coh[(80某10-2/((0.373+2.1)某103某13832))0.5某45.5某103/2]=0.93841同理:Ri(9)=0.902294、各龄期外约束拉应力ζ某(6)=αΔT2i(6)某Ei(6)某Hi(6)某Ri(6)/(1-μ)=1某10-5某6.805某13832某0.186某0.93841/(1-0.15)=0.193285MPa同理:ζ某(9)=0.493575MPa5、外约束拉应力ζ某=ζ某(6)+ζ某(9)=0.193285+0.493575=0.68686MPa。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算在混凝土浇筑时,除按上述公式计算混凝土的各种温度外,还应对混凝土裂缝进行计算。
在浇筑前、浇筑中、浇筑后均应及时进行计算,控制混凝土裂缝的出现。
混凝土裂缝计算采用中国建筑设计研究院研制的PKPM 计算软件。
a.混凝土浇筑前裂缝控制计算⑴计算原理(依据《建筑施工计算手册》): 大体积混凝土贯穿性或深进的裂缝,主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。
混凝土因外约束引起的温度(包括收缩)应力(二维时),一般用约束系数法来计算约束应力,按以下简化公式计算:式中:σ--混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2); E(t)--混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2),一般取平均α--混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5;△T--混凝土的最大综合温差(℃)绝对值,如为降温取负值;当大体积混凝土基础长期裸露在室外,且未回填土时,△T 值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算;计算结果为负值,则表示降温; T0--混凝土的浇筑入模温度(℃); T(t)--浇筑完一段时间t,混凝土的绝热温升值(℃); Ty(t)--混凝土收缩当量温差(℃); Th--混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度,一般根据历年气象资料取当年平均气温(℃);S(t)--考虑徐变影响的松弛系数,一般取0.3~0.5; R--混凝土的1/ 6外约束系数,当为岩石地基时,R=1;当为可滑动垫层时,R=0,一般土地基取0.25~0.50;νc--混凝土的泊松比。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ⑵计算: 取S(t)=0.19,R=0.50,γ=0.15;①混凝土3d的弹性模量由式:计算得:E(3)=0.60×104②最大综合温差△T=11.66℃ ③基础混凝土最大降温收缩应力,由式:计算得: ④不同龄期的抗拉强度由式:σ=0.08N/mm2计算得: ⑤抗裂缝安全度: K=0.94/0.08=11.75>1.15 b.混凝土浇筑后裂缝控制计算ft(3)=0.94N/mm2 故满足抗裂条件。
大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算模板:1. 引言在大型建造项目中,混凝土承载重要的作用。
大体积混凝土是指体积较大且需经过特殊设计和施工的混凝土结构,其应力计算是确保结构安全和稳定性的重要环节。
本旨在提供一套详细的大体积混凝土应力计算方法,以供参考使用。
2. 混凝土的材料性质2.1 混凝土配合比设计详细描述混凝土的配合比设计过程,包括混凝土强度等级的选择、水灰比的确定、骨料种类和粒径配比等方面。
2.2 混凝土材料性能混凝土中常见的材料性能参数,如强度、抗渗性能、收缩性能等,并介绍测试方法和标准。
3. 大体积混凝土结构设计3.1 结构布局设计描述大体积混凝土结构的布局设计原则,包括结构形式选择、受力性能分析等内容。
3.2 结构荷载计算根据大体积混凝土结构的使用功能和所处环境,详细计算结构所受荷载,包括永久荷载、活荷载、温度荷载等。
3.3 结构抗震设计阐述大体积混凝土结构的抗震设计原则和方法,包括基本设计参数的确定、抗震设防烈度的选择等。
4. 大体积混凝土应力计算4.1 应力计算方法介绍大体积混凝土应力计算方法,包括极限状态设计法、概率法、有限元法等,详细描述每种方法的合用范围、步骤和注意事项。
4.2 应力计算假设大体积混凝土应力计算过程中所涉及的基本假设,并解释其合理性和合用性。
4.3 应力计算实例通过具体的计算实例,详细展示大体积混凝土应力计算的步骤和计算公式,并对计算结果进行分析和验证。
5. 结论根据大体积混凝土应力计算的结果和分析,总结结构的稳定性和安全性,并提出相应的建议和改进措施。
6. 附件本所涉及附件如下:附件1:大体积混凝土结构荷载计算表格附件2:材料性能测试报告附件3:大体积混凝土应力计算实例数据表7. 法律名词及注释本所涉及的法律名词及其注释如下:法律名词1:注释1法律名词2:注释2。
混凝土外约束拉应力计算书
计算依据:
1、《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
一、混凝土外约束拉应力
第1层保温层厚度δ1(m) 0.04 第1层保温材料导热系数λ1[W/(m·K)] 0.05
实测日期t1(d) 3 实测温度T1(°C) 50
松弛系数H1(t1) 0.186 实测日期t2(d) 6
实测温度T2(°C) 45 松弛系数H2(t2) 0.215
实测日期t3(d) 9 实测温度T3(°C) 35
35.7
松弛系数H3(t3) 0.383 固体在空气中的放热系数
βu[W/(m2·K)]
混凝土的导热系数λ0[W/(m·K)] 0.45 混凝土浇筑体的长度L(mm) 45.5
80
混凝土浇筑体的实际厚度h(m) 2.1 外约束介质水平变形刚度
C X(10-2N/mm3)
水泥品种修正系数M1 1.1 水泥细度修正系数M2 1.13
水胶比修正系数M3 1.21 胶浆量修正系数M4 1.45
养护时间修正系数M5 1.11 环境相对湿度修正系数M6 1.1
水力半径的倒数修正系数M70.76 E S F S/E C F C修正系数M80.85
减水剂修正系数M9 1.3 粉煤灰掺量修正系数M100.86
0.99
矿粉掺量修正系数M11 1.01 粉煤灰掺量对弹性模量调整修正系数
β1
1.03 系数φ0.09
矿渣粉掺量对弹性模量调整修正系数
β2
1、各龄期混凝土弹性模量
E i(3)=βE0(1-e-φt)=β1β2E0(1-e-φt)=0.99×1.03×3.25×104×(1-2.718-0.09×3)=7844N/mm2
同理:E i(6)=13832N/mm2,E i(9)=18403N/mm2
2、各龄期混凝土浇筑体综合降温差的增量
εy(3)=εy0(1-e-0.01t)·M1·M2·M3…M11=3.24×10-4×(1-2.718-0.01×3)×1.1×1.13×1.21×1.45×1.1 1×1.1×0.76×0.85×1.3×0.86×1.01=1.86×10-5
3天的混凝土的收缩当量温度:
T y(3)=εy(t)/α=1.86×10-5/1.0×10-5=1.86°C
同理:
εy(6)=3.665×10-5,T y(6)=3.66°C,
εy(9)=5.417×10-5,T y(9)=5.42°C
ΔT2i(6)=(T2-T1)+(Ty(6)-Ty(3))=(50-45)+(3.665-1.86)=6.805°C
同理:ΔT2i(9)=11.752°C
3、各龄期外约束系数
保温层总热阻:
R S=Σ(δi/λi)+1/βu=(0.04/0.05)+1/35.7=0.828(m2·K)/W
保温层总放热系数:
βS=1/R S =1/0.828=1.208W/(m2·K)
保温层相当于混凝土的虚拟厚度:
h'=λ0/βS=0.45/1.208=0.373m
R i(6)=1-1/cosh[(C X/HE(6))0.5×L/2]=1-1/cosh[(80×10-2/((0.373+2.1)×103×13832))0.5×45.5×103/2]=0.93841
同理:R i(9)=0.90229
4、各龄期外约束拉应力
ζx(6)=αΔT2i(6)×E i(6)×H i(6)×R i(6)/(1-μ)=1×10-5×6.805×13832×0.186×0.93841/(1-0.15)= 0.193285MPa
同理:ζx(9)=0.493575MPa
5、外约束拉应力
ζx=ζx(6)+ζx(9)=0.193285+0.493575=0.68686MPa。