大体积混凝土温度计算.doc

word10-7-2-1 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〕Th＝〔mc＋k·F〕Q/c·ρ〔2〕Th＝mc·Q/c·ρ〔1－e-mt〕 〔10-43〕式中 Th——混凝土最大绝热温升〔℃〕；mc——混凝土中水泥〔包括膨胀剂〕用量〔kg/m3〕；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0.25~0.30；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水泥品种水泥强度等级水化热Q〔kJ/kg〕3d7d28d硅酸盐水泥314354375250271334矿渣水泥180256334c——混凝土比热、取0.97［kJ/〔kg·K〕］；ρ——混凝土密度、取2400〔kg/m3〕；e——为常数，取2.718；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〔℃〕51015202530m〔l/d〕2．混凝土中心计算温度T1〔t〕＝Tj＋Th·ξ〔t〕式中 T1〔t〕——t龄期混凝土中心计算温度〔℃〕；Tj——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〔m〕龄期t〔d〕369121518212427303．混凝土表层〔外表下50~100mm处〕温度1〕保温材料厚度〔或蓄水养护深度〕δ＝h·λx〔T2－Tq〕Kb/λ〔Tmax－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/m3〕导热系数λ［W/〔m·K〕］材料名称密度〔kg/m3〕导热系数λ［W/〔m·K〕］建筑钢材780058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15~250.沥青蛭石板350~400空气膨胀蛭石80~200泡沫混凝土T2——混凝土外表温度〔℃〕；Tq——施工期大气平均温度〔℃〕；λ——混凝土导热系数，取2.33W/〔m·K〕；Tmax——计算得混凝土最高温度〔℃〕；计算时可取T2－Tq＝15~20℃Tmax＝T2＝20~25℃Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0，查表10-85传热系数修正值 表10-85保温层种类K1K21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hw＝x·M〔Tmax－T2〕Kb·λw/〔700Tj+mc·Q〕 〔10-46〕式中 hw——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——混凝土结构外表系数〔1/m〕，M＝F/V；F——与大气接触的外表积〔m2〕；V——混凝土体积〔m3〕；Tmax－T2——一般取20~25〔℃〕；Kb——传热系数修正值；700——折算系数[kJ/〔m3·K〕]；λw——水的导热系数，取0.58[W/〔m·K〕]3〕混凝土外表模板与保温层的传热系数β＝1/[Σδi/δi＋1/βq] 〔10-47〕式中 β——混凝土外表模板与保温层等的传热系数[W/〔m2·K〕]；δi——各保温材料厚度〔m〕；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/〔m2·K〕]4〕混凝土虚厚度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2.33[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〕＝Tq＋4·h'〔H－h'〕[T1〔t〕－Tq]/H2 〔10-50〕式中 T2〔t〕——混凝土外表温度〔℃〕；Tq——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Cx1〔N/mm3〕，查附表10-86单纯地基阻力系数Cx1〔N/mm3〕 表10-86土质名称承载力〔kN/m2〕Cx1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5000~10000C10以上配筋混凝土5000~10000〔2〕桩的阻力系数Cx2＝Q/F 〔10-52〕式中 Cx2——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〔KnD/〔4E·I〕]3/4当桩与结构固接时 Q＝4E·I［KnD/〔4E·I〕]3/4E——桩混凝土的弹性模量〔N/mm2〕；I——桩的惯性矩〔mm4〕；Kn——地基水平侧移刚度，取1×10-2〔N/mm3〕；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－e〕 〔10-53〕式中 E〔t〕——龄期混凝土弹性模量〔N/mm2〕；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强度等级弹性模量E〔×104N/mm2〕强度标准值〔N/mm2〕强度设计值〔N/mm2〕轴心抗压fck抗拉ftk轴心抗压fc抗拉ft5C105C1510C2010C2517C302015C35C4027C45C5032C553425C6036e——常数，取2.718；t——龄期〔d〕〔4〕地基约束系数β〔t〕＝〔Cx1＋Cx2〕/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〕；Cx1——单纯地基阻力系数〔N/mm3〕，查表10-86；Cx2——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〔l-e〕M1·M2…M10 〔10-55〕式中 εY〔t〕——t龄期混凝土干缩率；ε0Y——×10-4；M1·M2…M10——各修正系数，查表10-88。

修正系数M1-M10 表10-88水泥品种M1水泥细度〔cm2/g〕M2骨料品种M3W/CM4水泥浆量〔％〕M5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初期养护时值〔d〕M6相对湿度W〔％〕M7L/FM8操作方法M9配筋率EaFa/EbFbM101~2250机械振捣330人工振捣440蒸汽养护550高压釜处理760107014~188040~9090≥90注：L——底板混凝土截面周长；F——底板混凝土截面面积；Ea、Fa——钢筋的弹性模量、截面积；Eb、Fb——混凝土弹性模量、截面积〔2〕收缩当量温差TY〔t〕＝εY〔t〕/α 〔10-56〕式中 TY〔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〕ΔTi＝Tm〔i〕―Tm〔i+3〕＋TY〔i+3〕―TY〔i〕 〔10-57〕式中 ΔTi——i区段结构计算温差〔℃〕；Tm〔i〕——i区段平均温度起始值〔℃〕；Tm〔i+3〕——i区段平均温度终止值〔℃〕；TY〔i+3〕——i区段收缩当量温差终止值〔℃〕；TY〔t〕——i区段收缩当量温差始始值〔℃〕。

4．各区段拉应力 〔10-58〕式中 σi——i区段混凝土拉应力〔N/mm2〕；——i区段平均弹性模量〔N/mm2〕；——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．到指定期混凝土最大应力 〔10-59〕式中 σmax——到指定期混凝土最大应力〔N/mm2〕；ν——泊桑比，取0.156．安全系数K＝ft/σmax 〔10-60〕式中 K——大体积混凝土。