大体积混凝土温度和温度应力计算

大体积混凝土温度应力实用计算方法及控裂工程实例嘿，咱今儿就来聊聊大体积混凝土温度应力实用计算方法和控裂工程实例这档子事儿。

你想想看，那大体积混凝土，就好像是一个大块头，它可不简单呐！温度应力就像是藏在它身体里的小怪兽，要是不把这小怪兽给搞定，那可就要出大乱子啦！那怎么计算这个温度应力呢？这可不是随随便便就能搞定的事儿。

咱先来说说计算方法。

就好比咱要去量一个人的身高体重一样，得有一套靠谱的办法。

计算大体积混凝土温度应力也有它的门道。

咱得考虑好多因素呢，像混凝土的材料特性啦，环境温度啦，施工过程啦等等。

这就像是解一道复杂的谜题，得一步步慢慢来，不能着急。

比如说，咱得知道这混凝土在不同温度下会有啥变化，就像人在不同天气穿不同衣服一样。

然后呢，根据这些信息来算出温度应力有多大。

这可不是拍拍脑袋就能想出来的，得有真功夫才行！再来说说控裂工程实例。

你看那些高楼大厦、大桥大坝，它们可都是用大体积混凝土建起来的。

要是不做好控裂，那可不得了，说不定哪天就裂出个大口子来。

就好比有个大坝，那可是关系着好多人的生命财产安全呐！要是大坝因为温度应力裂了，那后果简直不堪设想。

所以啊，在工程中就得特别小心地处理这个问题。

他们会采取各种办法来控制温度应力，比如用合适的材料，调整施工工艺，做好养护工作等等。

就像照顾一个小婴儿一样，得精心呵护。

你想想，要是建个房子，没几年就裂得不成样子，那多难看呐，还不安全。

所以啊，这个大体积混凝土温度应力实用计算方法和控裂工程实例可太重要啦！咱平常生活中可能不太会注意到这些，但这些可都是建筑工程里的关键啊！没有这些，那些宏伟的建筑怎么能建得起来呢？总之，大体积混凝土温度应力实用计算方法就像是一把钥匙，能打开解决问题的大门；而控裂工程实例则是一面镜子，让我们看到实际应用中的成功与失败。

我们得好好研究它们，让我们的建筑更加坚固、美观、安全。

难道不是吗？你说要是没有这些，那我们的城市会变成什么样呢？。

大体积混凝土计算在建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛。

大体积混凝土结构厚实、混凝土量大、工程条件复杂，施工技术要求高，水泥水化热较大，易使结构产生温度变形。

为了确保大体积混凝土结构的质量和安全性，准确的计算是至关重要的。

大体积混凝土计算主要包括温度场计算、温度应力计算以及混凝土配合比计算等方面。

首先，温度场计算是大体积混凝土计算的重要环节。

水泥在水化过程中会释放出大量的热量，而大体积混凝土由于体积大，热量难以迅速散发，导致内部温度升高。

温度场计算的目的就是要确定混凝土在不同时间和位置的温度分布情况。

在计算温度场时，需要考虑多个因素。

其中，混凝土的绝热温升是一个关键参数。

绝热温升是指在绝热条件下，水泥水化热使混凝土升高的温度。

它与水泥品种、用量、混凝土的比热等因素有关。

通过实验或者经验公式可以估算出混凝土的绝热温升。

此外，混凝土的热传导系数、表面散热系数等也会影响温度场的分布。

热传导系数表示混凝土传递热量的能力，而表面散热系数则反映了混凝土表面与外界环境进行热交换的效率。

除了上述因素，浇筑温度也是温度场计算中不可忽视的因素。

浇筑温度是指混凝土在浇筑时的初始温度，它受到原材料温度、搅拌运输过程中的温度变化以及施工环境温度等的影响。

在实际计算中，可以采用有限元法、差分法等数值方法来求解温度场的分布。

这些方法能够较为准确地模拟混凝土内部的温度变化情况。

其次，温度应力计算对于评估大体积混凝土结构的安全性具有重要意义。

由于混凝土内部和表面存在温度差异，会产生温度应力。

当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就可能导致混凝土开裂。

温度应力的计算需要结合温度场的结果。

通常，温度应力可以分为自约束应力和外约束应力。

自约束应力是由于混凝土内部各部分之间的温度变形受到相互约束而产生的应力。

外约束应力则是由于混凝土结构与外部约束之间的温度变形不协调而产生的应力。

在计算温度应力时，需要考虑混凝土的弹性模量、徐变特性、抗拉强度等力学性能参数。

大体积混凝土施工中混凝土温度计算在大体积混凝土施工中，混凝土温度的计算是至关重要的环节。

准确计算混凝土在施工过程中的温度变化，对于预防混凝土裂缝的产生、保证混凝土结构的质量和耐久性具有重要意义。

首先，我们要了解大体积混凝土的特点。

大体积混凝土结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂，施工技术要求高。

由于水泥水化热的大量积聚，使得混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，从而形成较大的内外温差。

这种温差会在混凝土内部产生温度应力，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。

那么，如何计算大体积混凝土施工中的温度呢？这需要考虑多个因素。

水泥水化热是产生混凝土内部温度升高的主要原因。

不同品种、不同强度等级的水泥，其水化热是不同的。

一般来说，水泥用量越多，水化热越大。

我们可以通过查阅相关的水泥资料或者实验数据，获取水泥的水化热数值。

混凝土的浇筑温度也是一个重要的影响因素。

浇筑温度取决于混凝土出机温度、运输过程中的温度损失以及浇筑时的环境温度。

混凝土出机温度可以通过公式计算得出：＄T_0 ＝ T_s ＋（T_g T_s)（＼theta_1 ＋＼theta_2 ＋＼cdots ＋＼theta_n)＄其中，＄T_0$ 为混凝土出机温度，＄T_s$ 为原材料的平均温度，＄T_g$ 为搅拌机棚内温度，＄＼theta_1$、＄＼theta_2$ 、＄＼cdots$ 、＄＼theta_n$ 为各种原材料的温度修正系数。

在运输过程中，混凝土的温度会受到外界环境的影响而有所降低。

温度损失可以通过以下公式计算：＄＼Delta T_1 ＝（025t ＋ 0032n)（T_0 T_a)＄其中，＄＼Delta T_1$ 为运输过程中的温度损失，＄t$ 为运输时间（单位：小时），＄n$ 为混凝土转运次数，＄T_a$ 为运输时的环境温度。

混凝土的绝热温升也是计算温度的关键参数。

绝热温升可以用以下公式计算：＄T_{max} ＝ WQ ／（c\rho) （1 e^｛mt}）＄其中，＄T_{max}＄为绝热温升，＄W$ 为每立方米混凝土中水泥的用量（单位：千克），＄Q$ 为水泥的水化热（单位：焦耳/千克），＄c$ 为混凝土的比热容（单位：焦耳/（千克·摄氏度）），＄＼rho$ 为混凝土的质量密度（单位：千克/立方米），＄m$ 为与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，＄t$ 为混凝土的龄期（单位：天）。

大体积混凝土施工计算一、裂缝种类按产生原因一般可分：o荷载作用下的裂缝(约占10%)oo变形作用下的裂缝(约占80%)oo耦合作用下的裂缝(约占10%)o按裂缝有害程度分：o有害裂缝oo无害裂缝o按裂缝出现时间分：o早期裂缝(3～28天)、oo中期裂缝(28～180天)oo晚期裂缝(180～720天，最终20年)。

o按深度一般可分：o表面裂缝oo浅层裂缝oo深层裂缝oo贯穿裂缝二、温度裂缝1、裂缝产生的原因大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果，一方面是混凝土内外温差产生应力和应变，另一方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。

2、水泥水化热水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。

3、外界气温变化4、约束条件结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称“约束”，大体积混凝土由于温度变化产生变形，这种变形受到约束才产生应力。

在全约束条件下，混凝土结构的变形：式中三个参数分别为：——混凝土收缩时的相对变形；——混凝土的温度变化量；——混凝土的温度膨胀系数。

5、混凝土收缩变形三、大体积混凝土的温度应力1、大体积混凝土温度应力特点混凝土的温度取决于它本身环境有温差存在，而结构物四周又不可能做到完全绝热，因此，在新浇筑的混凝土与其四周环境之间，就会发生热能的交换。

模板、外界气候(包括温度、湿度和风速)和养护条件等因素，都会不断改变混凝土所贮备的热能，并促使混凝土的温度逐渐发生变动。

因此，混凝土内部的最高温度，实际上是由浇筑温度、水泥水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。

2、大体积混凝土温度应力计算（1）大体积混凝土温度计算最大绝热温升(二式取其一)。

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B．1 混凝土绝热温升B．1．1 水泥水化热可按下式计算：式中：Q3——在龄期3d时的累积水化热(kJ／kg)；Q7——在龄期7d时的累积水化热(kJ／kg)；Q0——水泥水化热总量(kJ／kg)。

B．1．2 胶凝材料水化热总量应在水泥、掺合料、外加剂用量确定后，根据实际配合比通过试验得出。

当无试验数据时，可按下式计算：式中：Q——胶凝材料水化热总量(kJ／kg)；k——不同掺量掺合料水化热调整系数。

B．1．3 当采用粉煤灰与矿渣粉双掺时，不同掺量掺合料水化热调整系数可按下式计算：式中：k1——粉煤灰掺量对应的水化热调整系数，取值见表B．1．3；k2——矿渣粉掺量对应的水化热调整系数，取值见表B．1．3。

表B．1．3 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量的百分比。

B．1．4 混凝土绝热温升值可按现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL／T 5150中的相关规定通过试验得出。

当无试验数据时，混凝土绝热温升值可按下式计算：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·℃)]；ρ——混凝土的质量密度，可取2400～2500(kg／m3)；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。

B．1．5 单方胶凝材料对应的系数m值可按下列公式计算：式中：m0——等效硅酸盐水泥对应的系数；W——等效硅酸盐水泥用量(kg)；A、B——与混凝土施工入模温度相关的系数，按表B．1．5-1取内插值；当入模温度低于10℃或高于30℃时，按10℃或30℃选取；W C——单方其他硅酸盐水泥用量(kg)；λ——修正系数。

表B．1．5-1 不同入模温度对m的影响值当使用不同品种水泥时，可按表B．1．5-2的系数换算成等效硅酸盐水泥的用量。

Th= W 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9d左右内部温度最高，则验算第9d砼温差3、混凝土养护计算1、绝热温升计算计算结果如下表ξ（t）——t 龄期降温系数，取值如下表大体积混凝土热工计算计算结果如下表：混凝土表层（表面下50-100mm 处）温度，混凝土表面采用保温材料（稻草）蓄热保温养护，并在稻草上下各铺一层不透风的塑料薄膜。

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：29.9（℃）（Tmax-25）T q ——施工期大气平均温度：12（℃）T 2-T q —-17.9（℃）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=4.75cm故可采用两层土工布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 ]= 1.01③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=1.542④混凝土计算厚度：H=h+2hˊ=7.08m 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。

大体积混凝土温度应力实用计算方法及控制
工程实例
大体积混凝土的温度应力主要由于混凝土内部温度梯度不均匀所
引起，温度应力大小与混凝土的水泥含量、骨料类型、孔隙结构以及
环境温度等因素有关。

计算温度应力可采用以下公式：σ=αEΔT+(1-ν)αmΔT，其中，σ为温度应力，α为混凝土的线膨胀系数，E为混凝土的弹性模量，
ν为混凝土的泊松比，αm为混凝土的平均线膨胀系数，ΔT为混凝土内部温度差。

控制大体积混凝土的温度应力，可采取以下措施：
1. 使用高性能混凝土材料，降低混凝土线膨胀系数；
2. 对混凝土的成分、配合比等进行优化设计，降低混凝土内部温度梯度；
3. 控制施工环境的温度和湿度，提高混凝土的早期强度和抗裂性能；
4. 采用降温措施，如水帘喷淋、冷却剂等，降低混凝土的温度。

实际工程中，可通过对混凝土施工过程进行监控和管控，以及采
用温度预应力技术等措施，有效控制大体积混凝土的温度应力。

例如，在某大型桥梁工程中，采用了温度预应力技术，并通过建立温度控制
模型对施工过程进行精细化监控，成功地控制了混凝土的温度应力，
确保了施工质量和结构安全。

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。

大体积混凝土温控计算表格在建筑工程中，大体积混凝土的施工是一个关键环节。

由于其体积较大，水泥水化热释放集中，内部温升快，如果不进行有效的温度控制，容易产生温度裂缝，影响结构的安全性和耐久性。

因此，在大体积混凝土施工前，进行准确的温控计算是非常必要的。

而温控计算表格则是进行这一计算的重要工具。

一、大体积混凝土温控计算的基本原理大体积混凝土在浇筑后，水泥水化反应会释放出大量的热量，导致混凝土内部温度升高。

由于混凝土的导热性能较差，热量在内部积聚，形成温度梯度。

当混凝土表面与内部的温差过大时，会产生温度应力。

如果温度应力超过混凝土的抗拉强度，就会出现裂缝。

温控计算的目的就是通过计算混凝土在浇筑后的温度变化和温度应力，判断是否会出现裂缝，并采取相应的温控措施，如降低水泥用量、掺入外加剂、设置冷却水管等，以保证混凝土的质量。

二、大体积混凝土温控计算表格的组成大体积混凝土温控计算表格通常包括以下几个部分：1、工程基本信息这部分需要填写工程名称、混凝土浇筑部位、混凝土强度等级、浇筑日期等基本信息。

2、混凝土配合比包括水泥品种、水泥用量、水灰比、砂率、骨料种类和用量等。

3、混凝土热学参数如混凝土的比热容、导热系数、导温系数等。

这些参数可以通过试验或参考相关规范确定。

4、环境参数包括气温、风速、相对湿度等。

这些参数会影响混凝土的散热情况。

5、计算参数如混凝土的绝热温升计算参数、表面散热系数计算参数等。

6、温度计算结果包括混凝土内部最高温度、表面温度、温差等。

7、温度应力计算结果计算混凝土在不同龄期的温度应力，并与混凝土的抗拉强度进行比较。

8、温控措施根据计算结果，提出相应的温控措施，如保温保湿养护时间、冷却水管的布置等。

三、大体积混凝土温控计算表格的填写方法1、工程基本信息的填写按照实际工程情况，准确填写工程名称、混凝土浇筑部位、混凝土强度等级、浇筑日期等信息。

2、混凝土配合比的填写从混凝土配合比设计报告中获取水泥品种、水泥用量、水灰比、砂率、骨料种类和用量等数据，并填入表格。