大体积混凝土温度计算.doc
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大体积混凝土温控计算在建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛,例如大型基础、大坝、桥墩等。
然而,由于大体积混凝土在浇筑和硬化过程中会产生大量的水化热,如果不能有效地控制温度,就容易出现温度裂缝,从而影响混凝土的结构性能和耐久性。
因此,大体积混凝土的温控计算就显得尤为重要。
大体积混凝土的温度变化主要受水泥水化热、混凝土的导热性能、浇筑温度、环境温度以及混凝土的散热条件等因素的影响。
为了准确地计算大体积混凝土的温度变化,需要综合考虑这些因素,并采用合适的计算方法。
首先,我们来了解一下水泥水化热。
水泥在水化过程中会释放出热量,这是大体积混凝土内部温度升高的主要原因。
不同品种和标号的水泥,其水化热的释放量是不同的。
一般来说,高标号水泥的水化热较大。
在计算时,我们需要根据所选用的水泥品种和用量,来确定水化热的总量。
混凝土的导热性能也是影响温度分布的重要因素。
混凝土的导热系数越小,热量传递越慢,内部温度升高就越明显。
此外,浇筑温度对大体积混凝土的初始温度有直接影响。
如果浇筑温度较高,那么混凝土在早期就会处于较高的温度状态。
环境温度则会影响混凝土的散热速度。
在寒冷的环境中,混凝土表面散热较快;而在炎热的环境中,散热相对较慢。
接下来,我们介绍一种常用的大体积混凝土温度计算方法——有限元法。
这种方法将混凝土结构离散成若干个单元,通过建立热传导方程,求解每个单元在不同时刻的温度。
有限元法能够较为准确地模拟混凝土内部的温度分布和变化情况,但计算过程较为复杂,需要借助专业的软件进行计算。
在进行温控计算时,我们首先要确定计算参数。
这包括混凝土的配合比、水泥用量、水化热、导热系数、比热容等。
同时,还需要了解浇筑的时间、环境温度、风速等条件。
以一个具体的例子来说明。
假设我们要浇筑一个边长为 10 米的立方体大体积混凝土基础,混凝土的配合比为水泥:砂:石子:水=1:2:3:05,水泥用量为 300kg/m³,选用的水泥品种的水化热为300kJ/kg。
大体积混凝土热工计算1、主墩承台热工计算主墩承台的混凝土浇筑时正值夏季高温天气(7月〜8月),东莞市累年各月平均气温、平均最高气温见下表:C)本方案取7—8月份平均最髙气温为36。
6 平均气温281。
4.1.社的拌和温度栓搅拌后的出机温度,按照下式计算:7;》w・C =》7;・W・C式中:T c径的拌和温度(°C);W ---各种材料的重量(kg);C ——各种材料的比热(kJ/kg・K);h —-各种材料的初始温度(工)注:12、上表温度栏中水泥、粉煤灰、减水剂均为太阳直晒温度,拌合水、砂、碎石为采用降温措施后的温度。
由此可得出采取降温措施的混凝土拌和温度:XTWC _ 68291.54=26.24 °CXWC 2602.914.2、栓的浇筑温度栓搅拌后的浇筑温度,按照下式计算:斤=耳+ (7;+ 仏 + A + …+ 舎)式中:Tj ---- 栓的浇筑温度("C);亿一- •论的拌和温度(°C);T q——殓运输和浇筑时的室外气温,取281;A1〜An --- 温度损失系数栓装、卸和转运,每次A=0. 032;観运输时,A= o T , T为运输时间(min);卷浇筑过程中A=0. 003 T , T为浇捣时间(min)。
栓出机拌和温度按照计算取值,为26.241;栓运输和浇筑时的室外气温按照平均温度取值28£;栓运输罐车运输时间为45min,•论泵车下料时间约12min,稔分层厚度为30cm, 每层栓(57.4m:,)从振捣至浇筑完毕预计约2小时。
整个承台(分三次浇筑)每次浇筑完毕预计最大用时12小时。
温度损失系数值:装料:A产0.032运输:Az=0. 0042X45=0. 189殓罐车卸料:A3=0. 032殓泵车下料:A L O. 0042X12=0. 05 浇捣:As=O. 003X2X60=0. 36 f 4 =°- 663 故:T j=7;.+(7;-7;)*(A1+A2 + A34-... + A n)=26.24+ (28.0-26. 24) X0. 663 = 27.41 °C如不计入浇捣影响A“则:X A'=0- 303此时:7}=7^+(7^-7;)^(A l+A2+A3+ - +A o)=26.24+ (28.0-26. 24) X0. 303= 26. 77 °C4.3、论的绝热温升7;rt=T h.(l-e-mf)式中:T(T)— -在T龄期时栓的绝热温升(9);Th ------ 栓的最终绝热温升(°C ) , T h = -;Cpe ------- 自然常数,取值为2.718;m ——与水泥品种、浇捣时温度有关的经验系数,见下表,取289时的m值,内插求得沪0.397;T ------- 龄期(d)(kg/m)Q ------ 每kg水泥水化热量(J/kg),取值335J/kg;(《查简明施工计算手册》第572页表10-39)C ------ 栓的比热,取值为0.96 (J/kg. K)(《查简明施工计算手册》第571页表10—38)P ------- 栓的容重,取为2400kg/m:J o采用本配合比时栓的最终绝热温升:350x335 =5Q g9.cCp 0.96 x 24003天时水化热温度最大,故计算龄期3天的绝热温升,则有:=7;•(l-e mf)=50. 89 X (1-0. 2043) =40. 49°C4.4、栓内部温度栓内部的中心温度,按照下式计算:几)max =7j +丁⑴式中:T(T)nax ---在T龄期时,栓内部中心的最高温度(工);Tj ------ 栓的浇筑温度("C);T <t) --- 在t龄期时混凝土的绝热温升(oC);4 ~不同浇筑块厚度,在不同龄期T时的温降系数(工);主墩承台分三次浇筑,即浇筑厚度分别是:2.0m. 1.5 m, 1.5m,取2.0m的厚度进行计算,根据下表内插计算E⑶=0.57由此计算龄期3天的栓内部中心温度:7;r)max=7;+7;•鑰二27. 41+40. 49X0. 57=50. 4994.5、殓表面温度栓的表面温度,按照下式计算:4人厂人+庐^(HZ式中:T h<o 一-龄期T时,栓的表面温度(工);T q—龄期T时,大气的平均温度(工);AT(t)一-龄期T时,栓中心温度与外界气温之差LC);h' ------- 栓的虚厚度(m) , h* = k•—;PX 一-牡的导热系数,取值为2. 23 W/m* K;B -一殓模板及保温层的传热系数(W/m2. K), /7 = —L—L D 165—各种保温材料的厚度(m);Xi —各种保温材料的导热系数(w/m・K): Bq ---空气层传热系数,取值为23 W/m2> K;k ---计算折减系数,取值为0.666;H -一栓的计算厚度,H = h + 2h,;h ---観的实际厚度(m) o混凝土采用表面灌注0.2m厚、四周0. 75m厚从承台栓冷凝管中流出的温水进行保温。
已知条件:墩身Ⅰ砼共412m3,强度C50 ,由于值冬季施工,砼既要满足冬季施工,又要按大体积砼考虑。
砼有沈铁大城商品砼站供应,为暖站拌合,拌合出料温度不小于10℃,入模温度T不小于5℃。
每M3砼的水泥用量(普硅525):W=486kg/m3水泥发热量:Q=461KJ/kg 混凝土密度:p=2400kg/m3砼配比如下:(kg/1m3)砼比热:0.96J/(kg/℃)(一)混凝土内部中心温度(绝热温升)计算:1. 砼的最高绝热温升当结构厚度在1.8m以上时,可只考虑水泥用量及浇注温度影响。
Tmax=T+W/10=5+486×1.15/10=61℃砼3、7天的绝热温升分别为:T(t)= Tmax(1-e-mt) 其中m=0.013,t为砼龄期h;T(3)=37℃T(7)=54℃2. 砼内部中心温度计算a. 大体积砼内实际最高温度(按3.4m计算厚度)T1max=T+ T(t)×ξξ指不同浇注块厚度的温降系数,3天取0.7,7天取0.68;则3天Tmax=5+37x0.7=30.9℃7天Tmax=5+54x0.68=41.72℃(二)表面温度计算(考虑砼表面覆盖一层草袋,周边设两层帆布,布设4台15kw的暖风机,使周边气温控制在5~10℃左右)Tb=Tq+4h’(H-h’)△T/H2H为混凝土的计算厚度,H=3.4+2h’=3.4+2x0.5=4.4mh为混凝土的实际厚度3.4米h’ 为混凝土的虚厚度(m)* h’=kλ/V=0.666×2.33/3.112=0.5λ砼的导热系数,取消2.33w/m/kV模板及保温层的传热系数(w/m2k)V=1/(∑δi/αi_+Rw)=1/(0.018/0.17+0.01/0.058+0.043)=1/0.321=3.112ΔT(t)为各龄期砼内最高气温与外界气温之差。
ΔT(3)= Tmax-Tq=30.9-8=22.9℃ΔT(7)= Tmax-Tq=41.72-8=33.7℃则3天表面温度为Tb(3)=8+0.5×4(4.4-0.5) ×22.9/4.42=17.2℃7天表面温度为Tb(7)=8+0.5×4(4.4-0.5) ×33.7/4.42=21.6℃(三)体积内外温差引起的温度应力:1. 各龄期的砼的弹性模量E(13)=E0(1-e-0.09t)=3.45×104×0.236=8.163×103E(17)=E0(1-e-0.09t)=3.45×104×0.467=1.613×1042. 砼的二维温度应力计算式如下σ=E(1t)α△T Sh(t)Rk/(1-μ)砼的最大综合温度差(℃)3天为△T=T0+2×T(15)/3+T1(t)=5+2×37/3+2=31.667℃7天为△T=T0+2×T(15)/3+T1(t)=5+2×54/3+2=43℃砼的松弛系数Sh(t) ,3天取0.57,7天取0.502;砼的外约束系数Rk取0.3;砼的泊松比μ取0.15。
1 混凝土泵输出量和搅拌车数量计算1 泵车数量计算N=q nq max·η=120140∗0.6=2式中:q n-混凝土浇筑数量,取q n=120m3/h;q max-混凝土输送泵车最大排量,取q max=140m3/h;η-泵车作业效率,取η=0.6。
2 每台泵车需配备的混凝土搅拌车数量计算N=Q1V(LS+T t)=75.620(7.630+2060)=3式中:Q1-混凝土泵的实际输出量Q1=Q max·α·η=140*0.9*0.6=75.6m3/h;V-每台混凝土搅拌车容量,取V=20m3;S-混凝土搅拌车平均行车速度,取30km/h;L-搅拌桩到施工现场往返距离,取7.6km;T t-每台混凝土搅拌车总计停歇时间,取20min。
2 混凝土温升计算1 水泥水化热计算水泥水化热可按下式计算:Q0=4(3.1)7/Q7−3/Q3-在龄期3d 时的累积水化热(kJ/kg);式中:Q3-在龄期7d 时的累积水化热(kJ/kg);Q7Q-水泥水化热总量(kJ/kg)。
不同龄期水泥水化热见表3.1-1。
表3.1-1 水泥在不同期限内的发热量计算得Q=392.37kJ/kg。
2 胶凝材料水化热计算胶凝材料水化热可按下式计算:Q=(k1+k2−1)Q0(3.2)式中:Q-胶凝材料水化热总量(kJ/kg);k1-粉煤灰掺量对应的水化热调整系数,取值见表3.1-2。
k2-矿渣粉掺量对应的水化热调整系数,取值见表3.1-2。
表3.1-2 不同掺量掺合料水化热调整系数注:表中掺量为掺合料占总胶凝材料用散的百分比。
本项目承台C40混凝土粉煤灰掺量为14.9%,不掺矿渣。
故Q=0.955*Q=374.71kJ/kg。
3 混凝土绝热升温值计算混凝土绝热温升值可按下式计算:T(t)=WQCρ(1−e−mt)(3.3)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0.96kJ/(kg·℃);ρ-混凝土的质量密度,根据配合比取2417.4kg/m3;t-混凝土龄期(d),取3d、6d、9d、12d、15d、18d、21d;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。
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。
大体积混凝土绝热温升计算
一、原始数据
1、基准配合比水泥用量360kg/m3
2、粉煤灰代用率为25%时水泥用量270kg/m3
3、计算龄期3d
4、环境温度36℃
5、砼水灰比0.56
6、水泥水化热350000j/kg
7、砼的平均比热1000j/kg.k
8、砼表观密度2400kg/m3
二、绝热温升计算
1、水泥用量为360 kg/m3时,
绝热温升T=360*350000/1000*2400
=52.5℃
2、水泥用量为270 kg/m3时,
绝热温升T=270*350000/1000*2400
=39.4℃
三、结论
1、不掺粉煤灰时,砼内部温度与环境温度之差为52.5-36=16.5℃,砼出现温度裂缝的可能性很小。
2、掺25%粉煤灰时,砼内部温度与环境温度之差为39.4-36=3.4℃,砼出现温度裂缝的可能性更小。
北京福郁华混凝土有限公司
一九九九年五月十二日。
大体积混凝土温差计算在计算大体积混凝土的温差时,需要考虑以下几个关键因素:1.混凝土的热学性质:混凝土的热导率和热容量是计算温差的重要参数。
热导率决定了混凝土传热的速度,而热容量决定了混凝土的吸热能力。
2.外界温度变化:大体积混凝土的温差计算需要考虑周围环境的温度变化,即环境温度的变化。
环境温度的变化可通过气象数据或实测数据获取。
3.内部发热源:在大体积混凝土中,可能存在一些内部发热源,如混凝土硬化过程中的水化反应。
这些内部发热源会导致混凝土自身产生热量。
4.初始温度分布:在计算大体积混凝土的温差时,需要确定混凝土的初始温度分布。
通常情况下,初始温度分布可以通过实测或数值模拟的方式获取。
在进行大体积混凝土的温差计算时,可以采用数值模拟的方法。
数值模拟方法可以考虑上述因素,并利用有限元分析或计算流体力学方法求解混凝土的温度场。
数值模拟方法的一般步骤如下:1.确定模型尺寸和边界条件:根据实际情况,确定数值模拟的模型尺寸和边界条件。
模型尺寸应与实际情况相符,边界条件包括外界温度、边界上的温度预设等。
2.确定热学性质:根据混凝土的实际材料参数,确定模型中混凝土的热学性质。
包括热导率和热容量等。
3.设定初始温度场:根据实测或数值模拟,确定混凝土的初始温度场分布。
4.考虑内部发热源:如果存在内部发热源,需要将其考虑在内,在模型中加入内部发热源的热源项。
5.求解温度场:利用有限元分析或计算流体力学方法,求解混凝土的温度场。
求解过程中需要考虑边界条件和内部发热源。
6.分析结果:根据求解得到的温度场,进行温差计算和分析。
可以计算不同位置的温度差异,找出温度极值点等。
除了数值模拟方法,还可以通过实测的方式获取大体积混凝土的温差。
在施工过程中,可以安装温度传感器,在混凝土中不同位置测量温度,并随时间进行记录。
通过实测数据可以计算出温度差异。
总之,大体积混凝土的温差计算需要考虑多个因素,包括混凝土的热学性质、外界温度变化、内部发热源以及初始温度分布等。
大体积混凝土温度计算在建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛,如大型基础、大坝、桥墩等。
然而,由于大体积混凝土结构的尺寸较大,水泥水化热在混凝土内部积聚不易散发,容易导致混凝土内部温度升高,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,就会引起混凝土裂缝,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温度变化,对于控制混凝土裂缝的产生具有重要意义。
一、大体积混凝土温度组成大体积混凝土在浇筑后的温度变化主要由以下几个部分组成:1、浇筑温度浇筑温度是指混凝土浇筑时的初始温度,它取决于混凝土原材料的温度、搅拌过程中的温度升高以及运输和浇筑过程中的温度损失。
2、水泥水化热温升水泥在水化过程中会释放出大量的热量,这是导致混凝土内部温度升高的主要原因。
水泥水化热温升的大小与水泥品种、用量、混凝土配合比以及浇筑后的时间等因素有关。
3、混凝土的散热混凝土在浇筑后会向周围环境散热,散热的速度取决于混凝土的表面系数(表面积与体积之比)、环境温度、风速等因素。
二、大体积混凝土温度计算方法1、经验公式法经验公式法是根据大量的工程实践数据总结出来的一些简化计算公式。
常见的经验公式有绝热温升公式、表面散热系数公式等。
这些公式虽然简单易用,但由于其是基于经验数据得出的,对于一些特殊情况可能会存在较大的误差。
2、有限元法有限元法是一种数值计算方法,它将大体积混凝土结构离散为若干个单元,通过建立热传导方程,求解混凝土内部各点在不同时刻的温度分布。
有限元法可以考虑混凝土结构的复杂形状、边界条件以及材料的非均匀性等因素,计算结果较为准确,但计算过程较为复杂,需要专业的软件和一定的计算能力。
三、大体积混凝土温度计算的影响因素1、混凝土配合比混凝土中水泥用量、水灰比、骨料种类和级配等配合比参数会影响水泥水化热的产生和混凝土的导热性能,从而对温度变化产生影响。
2、浇筑工艺浇筑的分层厚度、浇筑速度、振捣方式等浇筑工艺参数会影响混凝土的散热和内部温度分布。
10-7-2-1大体积混凝土温度计算公式1.最大绝热温升(二式取其一)(1)T h=( m c+ k· F) Q/c·ρ(2)T h=m c·Q/c·ρ(1-e-mt)(10-43)式中T h——混凝土最大绝热温升(℃);m c——混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(kg/m 3);F——混凝土活性掺合料用量(kg/m3);K ——掺合料折减系数。
粉煤灰取~;Q——水泥 28d 水化热( kJ/kg)查表 10-81;不同品种、强度等级水泥的水化热表 10-81水泥品种水化热 Q( kJ/kg )水泥强度等级7d 28d3d硅酸盐水泥314 354 375250 271 334 矿渣水泥180 256 334 c——混凝土比热、取[ kJ/( kg·K )];ρ——混凝土密度、取2400(kg/m3);e——为常数,取;t——混凝土的龄期( d);m——系数、随浇筑温度改变。
查表10-82。
系数 m表10-82浇筑温度(℃) 5 10 15 20 25 30 m(l/d )2.混凝土中心计算温度T1(t)=T j+T h·ξ(t)式中T1(t)—— t 龄期混凝土中心计算温度(℃);T j——混凝土浇筑温度(℃);ξ( t)——t龄期降温系数、查表10-83。
降温系数ξ表 10-83浇筑层厚度龄期 t( d)( m)3691215 18212427303.混凝土表层(表面下50~100mm 处)温度1)保温材料厚度(或蓄水养护深度)δ=·λx(T2-T q)K b/λ(T max-T2)(10-45)式中δ——保温材料厚度( m);λx——所选保温材料导热系数 [W/ (m· K )]查表 10-84;几种保温材料导热系数表 10-84材料名称密度( kg/m 3)导热系数λ材料名称密度( kg/m3)导热系数λ[ W/( m·K )][ W/( m·K)]建筑钢材7800 58 矿棉、岩棉110~200 ~钢筋混凝土2400 沥青矿棉毡100~160 ~ 水泡沫塑料20~50 ~ 木模板500~700 膨胀珍珠岩40~300 ~ 木屑油毡草袋150 膨胀聚苯板15~25沥青蛭石板350~400 ~ 空气膨胀蛭石80~200 ~ 泡沫混凝土T2——混凝土表面温度(℃);T q——施工期大气平均温度(℃);λ——混凝土导热系数,取(m· K );T max——计算得混凝土最高温度(℃);计算时可取 T2-T q=15~20℃T max=T2=20~25℃K b——传热系数修正值,取~,查表 10-85。
传热系数修正值表 10-85保温层种类K 1 K2 1纯粹由容易透风的材料组成(如:草袋、稻草板、锯末、砂子)2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3在易透风保温材料上铺一层不易透风材料4在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料5纯粹由不易透风材料组成(如:油布、帆布、棉麻毡、胶合板)注: 1. K1值为一般刮风情况(风速<4m/s,结构位置> 25m);2. K2值为刮大风情况。
2)如采用蓄水养护,蓄水养护深度h w=x·M(T max-T2)K b·λw/(700T j+ ·Q)(10-46)式中h w——养护水深度( m);x——混凝土维持到指定温度的延续时间,即蓄水养护时间(h);M ——混凝土结构表面系数(1/m),M = F/V ;F——与大气接触的表面积(m2);V ——混凝土体积( m3);T max-T2——一般取 20~25(℃);K b——传热系数修正值;700——折算系数 [kJ/( m3·K ) ];λw——水的导热系数,取 [W/ (m·K ) ]。
3)混凝土表面模板及保温层的传热系数β= 1/[ Σδi δi +βq] ()/ 1/ 10-47式中β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/ ( m2· K) ];δ i ——各保温材料厚度(m);λ i ——各保温材料导热系数[W/ ( m·K )] ;2β q——空气层的传热系数,取23[W/ ( m ·K ) ]。
h'=k·λ /β(10-48)式中h'——混凝土虚厚度( m);k——折减系数,取2/3;λ——混凝土导热系数,取[W/ ( m·K )] 。
5)混凝土计算厚度H=h+2h'(10-49)式中H——混凝土计算厚度( m);h——混凝土实际厚度( m)。
6)混凝土表层温度T2(t)=T q+4·h'(H-h')[T 1(t)-T q]/H 2 (10-50)式中T2(t)——混凝土表面温度(℃);T q——施工期大气平均温度(℃);h'——混凝土虚厚度( m);H——混凝土计算厚度(m);T1(t)——混凝土中心温度(℃)。
4.混凝土内平均温度Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2(10-51)10-7-2-2应力计算公式1.地基约束系数(1)单纯地基阻力系数C x1(N/mm3),查附表 10-86单纯地基阻力系数 C x1( N/mm3)表 10-86土质名称承载力( kN/m 2)C x1推荐值软粘土80~150 ~砂质粘土250~400 ~坚硬粘土500~800 ~ 风化岩石和低强度素混凝土5000~10000 ~ C10 以上配筋混凝土5000~10000 ~ (2)桩的阻力系数C x2=Q/F(10-52)式中C x2——桩的阻力系数( N/mm3);Q——桩产生单位位移所需水平力(N/mm );当桩与结构铰接时 Q=2E· I〔K n D/(4E·I)] 3/4当桩与结构固接时 Q=4E· I[K n D/(4E·I)] 3/4E——桩混凝土的弹性模量(N/mm 2);I——桩的惯性矩( mm4);K n——地基水平侧移刚度,取1×10-2(N/mm 3);D——桩的直径或边长( mm);F——每根桩分担的地基面积(mm2)。
(3)大体积混凝土瞬时弹性模量E(t)=E0(1-)(10-53)式中E(t)——龄期混凝土弹性模量(N/mm 2);E0—— 28d 混凝土弹性模量( N/mm2),查附表 10-87;混凝土常用数据表 10-87弹性模量 E 强度标准值( N/mm 2)强度设计值( N/mm 2)强度等级(× 104N/mm 2)轴心抗压 f ck 抗拉 f tk 轴心抗压 f c 抗拉 f t5C10 5C15 10C20 10C25 17C30 20 15C35C40 27C45C50 32C55 34 25C60 36e——常数,取;t——龄期( d)。
(4)地基约束系数β(t)=(C x1+C x2)/h·E(t)(10-54)式中β(t)——t龄期地基约束系数(1/mm);h——混凝土实际厚度( mm);C x1——单纯地基阻力系数(N/mm 3),查表 10-86;C x2——桩的阻力系数( N/mm3);E(t)—— t 龄期混凝土弹性模量( N/mm2)。
2.混凝土干缩率和收缩当量温差(1)混凝土干缩率εY(t)=ε0Y()M1·M2⋯M10(10-55)式中ε Y( t)——t龄期混凝土干缩率;ε0Y ——标准状态下混凝土极限收缩值,取×10-4;M 1·M 2⋯M 10——各修正系数,查表10-88。
修正系数 M 1-M 10表10-88水泥细度M2 M3W/C M4 水泥浆M5水泥品种M1 骨料品种量(%)( cm2/g)普通水泥1500 花岗岩15矿渣水泥2000 玄武岩20快硬水泥3000 石灰岩25低热水泥4000 砾岩30 石灰矿渣水泥5000 无粗骨料35火山灰水泥6000 石英岩40抗硫酸盐水泥7000 白云岩45 矾土水泥8000 砂岩- - 50初期养相对湿配筋率护时值M6 度 WM7 L/F M8 操作方法M9 M10a ab b( d)(%) E F /E F1~2 25 0 机械振捣3 30 人工振捣4 40 蒸汽养护5 50 高压釜处理7 6010 7014~18 8040~90 90≥ 90注: L ——底板混凝土截面周长;F——底板混凝土截面面积;E a、F a——钢筋的弹性模量、截面积;E b、 F b——混凝土弹性模量、截面积。
(2)收缩当量温差T Y(t)=εY(t) /α(10-56)式中T Y(t)—— t 龄期混凝土收缩当量温差(℃);α——混凝土线膨胀系数, 1× 10-5(1/`C)。
3.结构计算温差(一般3d 划分一区段)T i=T m(i)―T m(i+3)+T Y(i+3)―T Y(i)(10-57)式中T i—— i 区段结构计算温差(℃);T m(i)—— i 区段平均温度起始值(℃);T m(i+3)—— i 区段平均温度终止值(℃);T Y(i+3)—— i 区段收缩当量温差终止值(℃);T Y(t)—— i 区段收缩当量温差始始值(℃)。
4.各区段拉应力( 10-58)式中 σ i —— i 区段混凝土内拉应力( N/mm 2);E i —— i 区段平均弹性模量( N/mm 2);S i —— i 区段平均应力松弛系数,查表 10-89;松弛系数 S (t ) 表 10-89龄期 t (d )36912151821242730S ( t)i —— 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。
5.到指定期混凝土内最大应力nmax[1/(1)]i(10-59)i 1式中σ max ——到指定期混凝土内最大应力( N/mm 2);ν——泊桑比,取。
6.安全系数K =f t /σmax(10-60)式中K ——大体积混凝土抗裂安全系数,应≥;f t ——到指定期混凝土抗拉强度设计值( N/mm 2),查表 10-87。
10-7-2-3 平均整浇长度(伸缩缝间距)1.混凝土极限拉伸值ε p=(+μ/d )10-4(lnt/ln28)(10-61)式中ε p ——混凝土极限拉伸值;f t ——混凝土抗拉强度设计值( N/mm 2);μ——配筋率(%) ,μ= F a /F c ;d ——钢筋直径( mm );ln ——以 e 为底的对数;t ——指定期龄期( d );F a——钢筋截面积( rn2);F c——混凝土截面积( m2)。