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1、-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
2、:粉煤灰:JM=178:378:650:1130:151:18.90(1) Th=(397+0.30151)375/(0.972400)=71oC(2) Th=397375/0.972400(1-e -0.3623)= 397375/0.972400(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+970.57=75 oC混凝土表层温度1) 保温材料厚度=0.5hx(T2-Tg)Kb/(Tmax-T2);保温材料厚度(m);x所选保温材料导热系数w/(
3、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)=0.520.14171.4/(2.3325)=0.057m2)混凝土表面模板及保护层的传热系数=1/i/i+ 1/g式中混凝土表面模板及保温层等传热系数w/(m2k);i各保温材料的厚度(m);i各保温材料导热系数w/(mk);g空气层的传热系数,取23w/(m2k
4、);=1/0.057 /0.14+1/23=2.22w/(m2k);3)混凝土虚厚度h=k/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/(mk)h=2/32.33/2.22=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+20.7=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+40.7(3.4-0.7
5、)(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=2EIKnD/(4EI)3/4(桩产生单位位移需水平力)(N/mm);E桩混凝土弹性模量:3.45104N/mm2;I桩的惯性力矩(mm4) I=d4/64 =10004/64=4.911010mm4Kn地基水平侧移刚度,取110-2(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(
6、mm2)=30002500=7.5106mm2Q=23.451044.91101010-21000/(43.451044.911010)314 =25509.922N/mmCx2=25509.92/(7.5106) =3.40110-3N/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)=3.4510-3(1-e-0.093)=8176.5 N/mm2(4)地基约束系数(t)=(Ck1+ Ck2)/hE(t)式中(t)t龄期地基约束系数(
7、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);(t)=(0.005+0.0034)/(20008176.5)=0.51410-9(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)M1M2M10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3.2410-4;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=
8、0.837;Ea=2.0105N/mm2 Fa=20(/4)362+7(/4)142=2.1424104mm2;Eb=3.45104N/mm2 Fb=21106=2106mm2;EaFa/ EbFb=0.062Y(t)= 3.2410-4(1-e-0.03) 1.250.931.11.441.090.540.810.837 =0.710-5(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,110-5 (1 / oC)TY(t)= 0.710-5/110-5=0.7Tm(3)=65.5 oC同理,Tm(6)=63 oCTY(3)=0.7同理,TY(6)
9、=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=E3T3 S31-1/ch(3L/2)=3.45104110-53.40.571-1/ch0.51410-930)=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=7.5ft(0.1+/d)10-4(lnt/ln28) =7.52.2(0.1+2.1424/200)10-4 (ln21 / ln28)=1.51710-42.平均浇筑长度(伸缩缝间距)【lcp】=1.5NhE(t)/Cxarch【|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。
限制150内