大体积混凝土温度控制计算书(7页).doc

-大体积混凝土温度控制计算书-第 7 页京沪大厦工程地下室大体积混凝土底板温度及裂缝控制计算书一、 温度计算最大绝热温升（1） Th=（mc+K1F）Q/c. (2) Th=mc Q /c.（1-e-mt）式中 Th混凝土最大绝对热温升（oC）；mc混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；F混凝土中活性掺合料用量（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）；c混凝土比热，取0.97KJ/（kg.k）；混凝土密度，取2400（kg/m3）；e为常数，取2.718；m系数，随浇筑温度改变；C50高强砼配比（坍落度1518）水：水泥：黄砂：石子：粉煤灰：JM=178：378：650：1130：151：18.90（1） Th=（397+0.30×151）×375/（0.97×2400）=71oC（2） Th=397×375/0.97×2400×（1-e -0.362×3）= 397×375/0.97×2400×（1-0.34） =97oC取97 oC混凝土中心计算温度T1（t）=Tj+Th×(t)T1（t）t龄期砼中心计算温度（oC）；Tj混凝土浇筑温度（oC）；(t)t龄期降温系数。T1（t）=20+97×0.57=75 oC混凝土表层温度1） 保温材料厚度=0.5h×x（T2-Tg）Kb/(Tmax-T2)；保温材料厚度（m）；x所选保温材料导热系数w/（m.k）T2混凝土表面温度（oC）；Tg施工期大气平均温度（oC）；混凝土导热系数，取2.33 w/（m.k）；Tmax计算得混凝土最高温度；计算时可取T2- Tg=1520 oCTmax - Tg=2025oCKb传热系数修正值，取1.32.0,保温材料选用薄膜上覆盖草袋(T2- Tg=17 oC Tmax - Tg=25oC)=0.5×2×0.14×17×1.4/(2.33×25)=0.057m2)混凝土表面模板及保护层的传热系数ß=1/i/i+ 1/ßg式中ß混凝土表面模板及保温层等传热系数w/（m2·k）；i各保温材料的厚度（m）；i各保温材料导热系数w/（m·k）；ßg空气层的传热系数，取23w/（m2·k）；ß=1/0.057 /0.14+1/23=2.22w/（m2·k）；3)混凝土虚厚度h´=k·/ß式中h´混凝土虚厚度（m）；k折减系数，取2/3；混凝土导热系数；取2.33w/（m·k）h´=2/3×2.33/2.22=0.7m.4)混凝土计算厚度H=h+2h´式中H混凝土计算厚度（m）；h混凝土实际厚度（m）；H=2+2×0.7=3.4m5）混凝土表面温度T2(t)=Tg+4 h´(H- h´) T1(t)- Tg/H2式中T2(t) 混凝土表面温度（oC）；Tg施工期大气平均温度（oC）；h´混凝土虚高度（m）；H混凝土计算厚度（m）；T1(t)混凝土中心厚度（oC）；T2(t)=20+4×0.7×(3.4-0.7)（75-20）/3.42=56oC混凝土内平均温度Tm(t)= T1(t)+T2(t)/2=(75+56)/2=65.5 oC二、地基约束系数（1） 单纯地基阻力系数Cx1=0.005N/mm3；（2） 桩的阻力系数Cx2=Q/F；式中：Cx2桩的阻力系数（N/mm3）；Q=2E·IKn·D/(4E·I)3/4（桩产生单位位移需水平力）（N/mm）；E桩混凝土弹性模量：3.45×104N/mm2；I桩的惯性力矩（mm4） I=d4/64 =×10004/64=4.91×1010mm4Kn地基水平侧移刚度，取1×10-2（N/mm3）；D桩的直径及边长（mm） ，取D=1000mm；F每根桩分担的地基面积（mm2）=3000×2500=7.5×106mm2Q=2×3.45×104×4.91×1010×10-2×1000/(4×3.45×104×4.91×1010)314 =25509.922N/mmCx2=25509.92/(7.5×106) =3.401×10-3N/mm3(3)大体积混凝土瞬时弹性模量E（t）= Eo(1-e-0.09t)式中E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；Eo28d混凝土弹性模量（N/mm2）；e常数，取2.718；t龄期（d）；E（3）=3.45×10-3×（1-e-0.09×3）=8176.5 N/mm2(4)地基约束系数ß（t）=(Ck1+ Ck2)/h·E（t）式中ß（t）t龄期地基约束系数（1/mm）；h混凝土实际厚度（mm）；Ck1单纯地基阻力系数（N/mm3）；Ck2桩的阻力系数（N/mm3）；E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；ß（t）=（0.005+0.0034）/（2000×8176.5）=0.514×10-9（1/mm）三、混凝土干缩率和收缩当量温差。（1） 混凝土干缩率Y(t)= Yo(1-e-0.01t)M1·M2···M10式中Y(t)t龄期混凝土干缩率；Yo标准状态下混凝土极限收缩值，取3.24×10-4；M1=1.25， M2=0.93，M3=1.00， M4=1.10， M5=1.44， M6=1.09，M7=0.54， M8=0.80， M9=1.00，M10=0.837；Ea=2.0×105N/mm2 Fa=20×(/4)×362+7×(/4)×142=2.1424×104mm2；Eb=3.45×104N/mm2 Fb=2×1×106=2×106mm2；EaFa/ EbFb=0.062Y(t)= 3.24×10-4×(1-e-0.03) ×1.25×0.93×1.1×1.44×1.09×0.54×0.8×1×0.837 =0.7×10-5(2)收缩当量温差 TY(t)= Y(t)/式中TY(t)t龄期混凝土收缩当量混凝土膨胀系数，1×10-5 （1 / oC）TY(t)= 0.7×10-5/1×10-5=0.7Tm(3)=65.5 oC同理，Tm(6)=63 oCTY(3)=0.7同理，TY(6)=1.4四、结构计算温差：T3= Tm(3)- Tm(6)+ TY(6)-TY(3)=65.5-63+1.4-0.7=3.4 oC，同理，可计算T3、T6、T9等五、拉应力3=E3·T3 S31-1/ch（ß3·L/2）=3.45×104×1×10-5×3.4×0.57×1-1/ch0.514×10-9×30）=0.005N/mm2同理得i=1.34765 N/mm2 max=1.34765/(1-0.15)=1.58547 N/mm2 安全系数 K=ft/max=2.2/1.58547=1.39/1.15(ft考虑C50纤维砼)五、平均浇筑长度1 混凝土极限拉伸值p=7.5×ft×(0.1+/d)10-4(lnt/ln28) =7.5×2.2×(0.1+2.1424/200)×10-4 (ln21 / ln28)=1.517×10-42.平均浇筑长度（伸缩缝间距）【lcp】=1.5Nh·E(t)/Cx·arch【|·T|/（|·T|-|p|）=46m设计基本满足要求！六、结论本工程大体积混凝土采用薄膜上覆盖草袋厚57mm，并采取测温措施，动态控制覆盖保温厚度，控制内外温差在25 oC以内，若发现温差低于15oC，可适当减小覆盖厚度，并采取白天掀开部分，晚上盖上的动态控制措施，10天以后，根据测温情况，可取消覆盖。