大体积混凝土温度应力计算之欧阳物创编Word文档格式.docx
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180
256
表3-2系数m
浇筑温度(℃)
5
10
15
20
25
30
M(1/d)
0.295
0.318
0.340
0.362
0.384
0.406
根据公式(3-2),配合比取硅酸盐水泥360kg计算:
Th(3)=33.21
Th(7)=51.02
Th(28)=57.99
2)混凝土中心计算温度
(3-3)
Tj——混凝土浇筑温度(℃);
T1(t)——t龄期混凝土中心计算温度(℃);
ξ(t)——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ξ
浇筑层厚度(m)
龄期t(d)
3
6
9
12
18
21
24
27
1.0
0.36
0.29
0.17
0.09
0.05
0.03
0.01
1.25
0.42
0.31
0.19
0.11
0.07
0.04
1.50
0.49
0.46
0.38
0.21
0.15
0.12
0.08
2.50
0.65
0.62
0.57
0.48
0.23
0.16
3.00
0.68
0.67
0.63
0.45
0.30
0.25
4.00
0.74
0.73
0.72
0.55
0.37
0.24
根据公式(3-3),Tj取25℃,ξ(t)取浇筑层厚1.5m龄期3天6天27天计算,
T1(3)=41.32
T1(7)=48.47
T1(28)=27.90
3)混凝土表层(表面下50~100mm处)温度
(1)保温材料厚度
(3-4)
δ——保温材料厚度(m);
λx——所选保温材料导热系数[W/(m·
K)];
T2——混凝土表面温度(℃);
Tq——施工期大气平均温度(℃);
λ——混凝土导热系数,取2.33W/(m·
Tmax——计算的混凝土最高温度(℃);
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λ
建筑钢材
7800
58
矿棉、岩棉
110~200
0.031~
0.065
钢筋混凝土
2400
2.33
沥青矿棉毡
100~160
0.033~
0.052
水
1000
0.58
泡沫塑料
20-50
0.035~
0.047
木模板
500~700
膨胀珍珠岩
40~300
0.019~
木屑
油毡
草袋
150
0.14
膨胀聚苯板
15~25
0.042
空气
泡沫混凝土
0.10
表3-5传热系数修正值
保温层种类
K1
K2
1
仅由容易透风的材料组成(如草袋、稻草板、锯末、沙子)
2.6
3.0
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
2.0
2.3
在易透风保温材料上铺一层不透风材料
1.6
1.9
4
在易透风保温材料上下各铺一层不易透风的材料
1.3
1.5
仅由不易透风材料组成(如油布、帆布、棉麻毡、胶合板)
K1值—一般刮风情况(风速小于4m/s)
K2值——刮大风情况。
根据公式(3-4),h取1.5,λx取0.04,λ取2.33,T2-Tq取15℃,Tmax-T2取25℃,Kb取2,计算
δ=0.015m=15mm
(2)混凝土表面模板及保温层的传热系数
(3-6)
β——混凝土表面模板及保护层等的传热系数[W/(m2·
δi——各保护层材料厚度(m);
λi——各保温层材料导热系数[W/(m·
;
βq——空气层的传热系数,取23[W/(m2·
K)]。
根据公式(3-6),δi取0.015,λi取0.04,计算
β=2.39
(3)混凝土虚厚度
(3-7)
h`——混凝土的虚厚度(m);
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土导热系数,取2.33[W/(m2·
根据公式(3-7),β取2.39,计算
h`=0.65
(4)混凝土的计算厚度
(3-8)
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
(5)混凝土表面温度
(3-9)
T2(t)——混凝土表面温度(℃);
T1(t)——混凝土中心温度(℃);
根据公式(3-9),Tq取20℃,h`取0.65,H取2.8,T1(3)=41.32,T1(7)=48.47,T1(28)=27.90,计算
T2(3)=35.20
T2(7)=40.30
T2(28)=25.63
4)混凝土内平均温度
(3-10)
根据公式(3-10),T1(3)=41.32,T1(7)=48.47,T1(28)=27.90,T2(3)=35.20,T2(7)=40.30,T2(28)=25.63
Tm(3)=38.26
Tm(7)=44.39
Tm(28)=26.77
3.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Cx1(N/mm3),查表3-6
表3-6单纯地基阻力系数Cx1(N/mm3)
土质名称
承载力(kN/m2)
Cx1推荐值
软黏土
80~150
0.01~0.03
砂质黏土
250~400
0.03~0.06
坚硬黏土
500~800
0.06~0.10
风化岩石和低强度素混凝土
5000~10000
0.60~1.00
C10以上配筋混凝土
1.00~1.50
2)大体积混凝土瞬时弹性模量
(3-12)
E(t)——t龄期混凝土弹性模量(N/mm2);
E0——28d混凝土弹性模量,取3.25*104
(N/mm2);
e——常数,取2.718;
t——龄期(d);
根据公式(3-12),计算
E(3)=7689.47
E(7)=15189.64
E(28)=29884.38
3)地基约束系数
(3-13)
β(t)——t龄期地基约束系数(mm-1);
h——混凝土实际厚度(mm);
Cx1——单纯地基阻力系数(N/mm2);
Cx2——桩的阻力系数(N/mm2);
根据公式(3-13),Cx1取10000计算
β(3)=0.009311
β(7)=0.006625
β(28)=0.004723
4)混凝土干缩率和收缩当量温差
混凝土干缩率
(3-14)
εY(t)——t龄期混凝土干缩率;
εY0——标准状态下混凝土极限收缩至,取3.24*10-4;
M1、M2…M11——各修正系数,查表3-7。
根据公式(3-14),计算
εY(3)=1.49*10-5,εY(7)=3.42*10-5,εY(28)=12.34*10-5
表3-7混凝土收缩变形不同条件影响修正系数
M1
水泥
细度(m2/kg)
M2
水胶比
M3
胶浆量
(%)
M4
养护
时间
(d)
M5
环境相对湿度(%)
M6
M7
M8
减水剂
M9
粉煤灰掺量(%)
M10
矿粉掺量
M11
300
0.3
0.85
1.11
0.54
0.00
1.00
无
低热水泥
1.10
400
1.13
0.4
1.2
1.18
0.1
0.76
有
0.86
1.01
普通水泥
500
1.35
0.5
1.21
1.45
1.09
40
1.1
0.2
-
0.89
1.02
火山灰水泥
600
1.68
0.6
1.42
35
1.75
1.07
50
1.03
0.90
1.05
抗硫酸盐水泥
0.78
—
2.1
1.04
60
0.88
0.20
0.61
45
2.55
7
70
0.77
1.31
3.03
0.96
80
0.7
1.4
14~180
0.93
90
1.43
注:
1
——水力半径的倒数,为构件截面周长(L)与截面积(F)之比,
(m-1);
2EsFs/EcFc——配筋率,Es、Ec——钢筋、混凝土的弹性模量(N/mm2),Fs、Fc——钢筋、混凝土的截面积(mm2);
3粉煤灰(矿渣粉)掺量——指粉煤灰(矿渣粉)掺合料重量占胶凝材料总重的百分数。
收缩当量温差
(3-15)
TY(t)——t龄期混凝土收缩当量温差(℃);
α——混凝土线性膨胀系数,1*10-
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