兰州兴利广场工程基础筏板大体积砼施工温度及裂缝控制方案.docx
- 文档编号:4760117
- 上传时间:2022-12-08
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:83.05KB
兰州兴利广场工程基础筏板大体积砼施工温度及裂缝控制方案.docx
《兰州兴利广场工程基础筏板大体积砼施工温度及裂缝控制方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《兰州兴利广场工程基础筏板大体积砼施工温度及裂缝控制方案.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
兰州兴利广场工程基础筏板大体积砼施工温度及裂缝控制方案
兰州“兴利广场”工程基础筏板大体积砼
施工温度及裂缝控制方案
一、工程概况:
兰州兴利广场建筑为地上三十二层,地下二层,钢筋砼框剪结构。
基础采用砼筏板,主楼部分筏板为2m厚,裙房部分筏板为0.8m厚。
考虑到施工季节在6月份,且工期很紧,筏板砼浇筑后表面不能长时间采取保温措施来防止砼内外温差过大,产生温度应力致使砼裂缝,故对于主楼部分的基础筏板,拟采用砼内部用循环水降低砼内部温度的措施,以满足设计中对大体积砼内外温差不超过20℃~25℃,并控制砼每天降温速度小于10℃。
裙房部分的基础筏板厚度为0.8m,按照正常的砼养护措施,可满足要求,故不再采用砼内部降温措施。
二、砼裂缝控制计算:
本工程计算依据除砼供应商提供的砼入模温度、配合比、砼强度增长情况以及现场实际情况如气温条件、循环水温度、保温材料等外,计算方法及引用公式均采用“建筑施工计算手册”(江正荣编著,中国建筑工业出版社)中的有关内容。
1、计算条件:
a)设计要求:
基础底板砼级别为C35,抗渗等级S8,砼耐久性要求:
最大水灰比
最小水泥用量kg/m3
最大氯离子含量%
最大碱含量kg/m3
首层(含)以下的室外构件及水池等
0.55
280
0.3
3.0
其它构件
0.65
225
1.0
/
b)砼供应商提供:
(七公司砼构件公司)
水泥用量367kg/m3;6月份砼入模温度25℃;砼粉煤灰掺量为水泥用量的15%;砼强度增长情况见附图一;
c)现场温度条件:
6月份平均气温20℃;地下水温度13℃(实测);
2、砼自约束裂缝计算:
计算砼浇筑后第三天温差最大时的情况。
砼由于温差产生的拉应力和压应力分别为:
σt=
2
·
E(t)·α·△T1
3
1-υ
σc=
1
·
E(t)·α·△T1
3
1-υ
砼浇筑后三天时的弹性模量E(3):
E(3)=EC·(1-e-0.09t)C35砼EC=3.15×104N/mm2
e=2.718
t=3(天)
E(3)=3.15×104(1-e-0.09×3)=0.75×104N/mm2
砼的热膨胀系数α=1×10-5(见“手册”P647)
砼3天时截面中心与表面之间的温差△T1按15℃计算(通过降温措施控制温差)
砼泊松比υ=0.15
σt=
2
·
E(3)·α·△T1
=
2
·
0.75×104×1×10-5×15
=
0.88N/mm2
3
1-υ
3
1-0.15
σc=
1
·
E(3)·α·△T1
=
0.44N/mm2
3
1-υ
根据供应商提供的砼强度增长数据(见附图一),砼浇筑后第3天砼抗拉强度ft=1.01N/mm2,抗压强度fc=8.27N/mm2。
抗拉安全度K=
ft
=
1.01
=
1.15(安全)。
σt
0.88
3、砼外约束裂缝控制计算:
a)计算砼的绝热升温值T(t):
最大绝热升温值Tmax=
mc·Q
C·ρ
式中mc:
每立方水泥用量367kg/m3(砼供应商提供)
Q:
每公斤水泥水化热461KJ/kg
C:
砼比热,取C=0.96KJ/kg·k
ρ:
砼密度,取ρ=2400kg/m3
Tmax=
367×461
=
73.43℃
0.96×2400
各龄期绝热计算升稳值:
Tmax=
mc·Q
·(1-e-mt)
取m=0.384(见“手册”表11-9)
C·ρ
T(3)=73.43×(1-e-0.384×3)=50.22℃
T(6)=73.43×(1-e-0.384×6)=66.10℃
T(9)=73.43×(1-e-0.384×9)=71.11℃
T(12)=73.43×(1-e-0.384×12)=72.69℃
T(15)=73.43×(1-e-0.384×15)=73.19℃
根据“手册”表11-12,插入法求出系数ξ:
ξ(3天)=0.57;ξ(6天)=0.54;ξ(9天)=0.49;ξ(12天)=0.39;ξ(15天)=0.30;故砼各期龄内部中心最高温度(包括考虑砼入模温度在内)Tmax=T0+T(t)·ξ(t)(见手册11-17式),T0:
砼入模温度为25℃。
Tmax(3天)=25+50.22×0.57=53.63℃
Tmax(6天)=25+66.10×0.54=60.69℃
Tmax(9天)=25+71.11×0.49=59.84℃
Tmax(12天)=25+72.69×0.39=53.35℃
Tmax(15天)=25+73.19×0.30=46.96℃
b)计算各期龄砼收缩变形值ξy(t)
ξy(t)=ξ0y(1-e-bt)×M1×M2×…………×Mn
式中ξ0y:
标准状态下砼的最终收缩值,取ξ0y=3.24×10-4
b:
经验系数,取b=0.01
t:
砼期龄(天)
Mn:
修正系数,根据“手册”表11-13查得:
M1=1.0;M2=1.0;M3=1.0;M4=1.0;M5=1.0;M6=0.93;M7=1.1;M8=1.43;M9=1.0;M10=0.76。
ξy(3)=3.24×10-4(1-e-0.01×3)×1.11=0.106×10-4
ξy(6)=3.24×10-4(1-e-0.01×6)×1.11=0.209×10-4
ξy(9)=3.24×10-4(1-e-0.01×9)×1.11=0.310×10-4
ξy(12)=3.24×10-4(1-e-0.01×12)×1.11=0.407×10-4
ξy(15)=3.24×10-4(1-e-0.01×15)×1.11=0.501×10-4
c)计算砼各期龄的收缩变形当量温差Ty(t):
Ty(t):
=
-
ξy(t)
α
α:
砼的线膨胀系数,取1.0×10-5
ξy(t):
各龄期砼的收缩变形值
Ty(3):
=
-
-0.106×10-4
=-1.06℃
1.0×10-5
Ty(6):
=
-
-0.209×10-4
=-2.09℃
1.0×10-5
Ty(9):
=
-
-0.310×10-4
=-3.1℃
1.0×10-5
Ty(12):
=
-
-0.407×10-4
=-4.07℃
1.0×10-5
Ty(15):
=
-
-0.501×10-4
=-5.01℃
1.0×10-5
d)计算各龄期弹性模量E(t):
E(t)=Ec(1-e-0.09t)
Ec:
砼最终弹性模量C35砼Ec=3.15×104N/mm2
t:
砼期龄(天)
E(3)=3.15×104×(1-e-0.09×3)=0.745×104N/mm2
E(6)=3.15×104×(1-e-0.09×6)=1.314×104N/mm2
E(9)=3.15×104×(1-e-0.09×9)=1.749×104N/mm2
E(12)=3.15×104×(1-e-0.09×12)=2.080×104N/mm2
E(15)=3.15×104×(1-e-0.09×15)=2.333×104N/mm2
e)计算砼各期龄温度收缩应力σ:
砼各期龄的最大综合温差△T1=Tmax(t)+Ty(t)-Th(降温取负值)
式中:
Tmax(t):
砼各期龄内部中心最高温度(已包括砼入模温度在内)
Ty(t):
各期龄砼收缩变形当量温差
Th:
砼浇筑时的平均气温取20℃
△T(3)=53.63+1.06-20=34.69℃
△T(6)=60.69+2.09-20=42.78℃
△T(9)=59.84+3.10-20=42.94℃
△T(12)=53.35+4.07-20=37.42℃
△T(15)=46.96+5.01-20=31.97℃
砼各期龄温度收缩应力:
σ(t)=
-
E(t)·α·△T(t)
·S(t)·R
1-υc
α:
砼线膨胀系数,取α=1.0×10-5
υc:
砼的泊松比,取υc=0.15
R:
砼的外约束系数,按一般土地基上限取R=0.4
S(t):
考虑砼徐变影响松弛系数(按“手册”表11-17取用):
S(3)=0.186S(6)=0.208S(9)=0.214
S(12)=0.215S(15)=0.233
砼各期龄最大降温收缩应力:
σ(3)=
-
0.745×104×1.0×10-5×(-34.69)
×0.186×0.4
=0.23N/mm2
1-0.15
σ(6)=
-
1.314×104×1.0×10-5×(-42.78)
×0.208×0.4
=0.55N/mm2
1-0.15
σ(9)=
-
1.749×104×1.0×10-5×(-42.94)
×0.214×0.4
=0.76N/mm2
1-0.15
σ(12)=
-
2.08×104×1.0×10-5×(-37.42)
×0.215×0.4
=0.79N/mm2
1-0.15
σ(15)=
-
2.333×104×1.0×10-5×(-31.97)
×0.233×0.4
=0.82N/mm2
1-0.15
砼各期龄的实际抗拉强度(按砼供应商提供数据,见附图一)
天数
强度增长%
抗压强度设计值fc(N/mm2)
对应抗拉强度设计值ft(N/mm2)
3
49.5
16.7×0.495=8.27
1.01
6
69
16.7×0.69=11.52
1.24
9
79
16.7×0.79=13.19
1.36
12
84
16.7×0.84=14.03
1.41
15
87
16.7×0.87=14.53
1.44
抗裂安全度K(t)=
ft
σ(t)
K(3)=
1.01
=4.39
0.23
K(6)=
1.24
=2.25
0.55
K(9)=
1.36
=1.79
0.76
K(12)=
1.41
=1.78
0.79
K(15)=
1.44
=1.76
0.79
3、结论:
根据计算,在本工程的条件下,通过在砼内采取降温措施使砼内外温差不大于15℃是安全的,否则将有可能因温度产生砼裂缝。
三、测温及测温点布置:
1、共布置十个测温点,每个点在底板断面上测三个位置,分别从底板表面往下100mm、1000mm、1900mm,平面位置大致如下图所示:
2、每个点按边长200mm呈三角形分别埋入测温管,且分别从砼基底上表面伸入100mm、1000mm、1900mm。
分别编号为A1、A2、A3,以此类推。
3、测温管采用φ15mm薄壁钢管,下端堵严,并在管内灌入机油(约200mm),测温管在浇筑砼前事先埋入砼内并固定,管上口应高出砼上表面100mm。
上口应用棉纱堵上,以防掉入垃圾。
在测温点处插上小旗作为标记。
4、测温从砼浇入后12小时开始,每4小时侧一次,并作好记录(包括大气温度)。
5、测温持续15天。
6、测温采用液晶显示数字电子侧温仪,精度为±0.5℃。
四、底板砼循环水降温措施
1.基本参数:
①砼:
比容热C=0.92KJ/㎏•℃;干密度ρ=2500㎏/m3②水:
比容热C=4.1868KJ/㎏•℃;干密度ρ=1000㎏/m3
2.计算及设计思路
假定将1m3混凝土温度降低10℃(1m3)则需带走的热量为:
Q=2500kg/m3×1m3×0.92KJ/kg·℃×10℃
=23000KJ
若用地下水来冷却上述Q值,假定地下室水温升10℃,则需要要的地下水量为:
G=23000KJ/(4.1868KJ/kg·℃×10℃)
=550kg
若假定在48个小时内完成上述热交换工作,则热水管内流量为:
G/48h=550kg/48h=11.46kg/h
g=3.183×10-3L/S
需降温部位混凝土体积为3300m3。
若要将其温度降低10℃,则需要用水量:
3300m3×550kg=1815m3。
要在48小时内完成降温,设计秒流量应该为:
10.5L/S。
应将整个降温系统分为2个区域进行。
3.降温实施方案:
以上计算及设计思路均为假定,为了保证有良好的降温效果,保证降温在混凝土内部平稳地进行,不出现大的温度不均匀现象,我们考虑采用De20管径的PEX交联管做为降温支管,布置如图二。
PEX管可以满足前面假定所设想的设计要求,更因为它具有比较好的耐热性和低廉的价格以及更小的阻力系数,使得运行比较经济,安装方便。
管路系统分为2个系统,每个系统由一台泵和分水器以及降温支管组成,2个系统共用一个备用泵和一个3T、6T矩形钢板水箱。
加压泵的扬程为H=30m,流量为Q=40t/h,N=7.5KW
抽水泵的扬程为H=15m,流量为Q=65m3/h,N=5.5KW
布置如示意图,见附图
综合考虑:
在砼浇筑2小时后,开始循环水降温。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 兰州 广场 工程 基础 筏板大 体积 施工 温度 裂缝 控制 方案