大体积混凝土热工计算实例

大体积混凝土热工计算 大体积混凝土热工计算 1、绝热温升计算 1、 数据输入区域 Th=mcQ/Cρ（1-е-mt） 2、 工作保护密码：123 式中： 3、 相关参数可在数据库中查找 Th—混凝土的绝热温升（℃）； 4、 仅供参考 mc——每m3混凝土的水泥用量，取 300 Kg/m3； Q——每千克水泥28d水化热，取 375 KJ/Kg； C——混凝土比热，取0.97[KJ/（Kg·K）]； ρ——混凝土密度，取2400（Kg/m3）； е——为常数，取2.718； t——混凝土的龄期（d）； m——系数、随浇筑温度改变，取 0.309 ； 计算结果如下表： t（d） 3 6 9 12 Th（℃） 29.2 40.8 45.3 47.1 2、混凝土内部中心温度计算 T1（t）=Tj+Thξ（t） 式中： T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度，是混凝土温度最高值 Tj——混凝土浇筑温度，取 8 ℃（可采取浇筑当日的询平均气温） ξ（t）——t龄期降温系数，取值如下表 底板厚度h(m) 不同龄期时的ξ值 3 6 9 12 2.6 0.656 0.63 0.598 0.498 计算结果如下表 t（d） 3 6 9 12 T1（t）（℃） 27.2 33.7 35.1 31.5 由上表可知，砼第 9 d左右内部温度最高，则验算第 9 d砼温差 2、混凝土养护计算 混凝土表层（表面下50-100mm处）温度，底板混凝土表面采用保温（阻燃草帘）蓄热保温养护，并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。地下室外墙1200厚混凝土表面，双面也采用保温材料（阻燃草帘）蓄热保温养护，并在草袋上下各铺一层不透风的塑料薄膜。 ①保温材料厚度 δ=0.5h·λi(T2-Tq)Kb/λ·（Tmax-T2） 式中： δ——保温材料厚度（m）； λi——各保温材料导热系数[W/（m·K）]，取 0.14 （阻燃草帘）； λ——混凝土的导热系数，取2.33[W/（m·K）] T2——混凝土表面温度： 14.1 （℃）（Tmax-25） Tq——施工期大气平均温度： 8 （℃） T2-Tq—- 6.1 （℃） Tmax-T2— 21.0 （℃） Kb——传热系数修正值，取 1.3 ； δ=0.5h·λi(T2-Tq)Kb/λ·（Tmax-T2）*100= 2.95 cm 故可采用一层阻燃草帘并在其上下各铺一层塑料薄膜进行养护。 ②混凝土保温层的传热系数计算 β=1/[Σδi/λi+1/βq] 式中：β——混凝土保温层的传热系数[W/（m2·K）] δi——各保温材料厚度 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）] 代入数值得：β=1/[Σδi/λi+1/βq]= 3.93 ③混凝土虚厚度计算： hˊ=k·λ/β 式中：hˊ——混凝土虚厚度（m） k——折减系数，取2/3； λ——混凝土的传热系数，取2.33[W/（m·K）] hˊ=k·λ/β= 0.395191653 ④混凝土计算厚度：H=h+2hˊ= 3.39 m ⑤混凝土表面温度 T2（t）=Tq+4·hˊ（H-h）[T1（t）-Tq]/H2 式中： T2（t）——混凝土表面温度（℃） Tq—施工期大气平均温度（℃） hˊ——混凝土虚厚度（m） H——混凝土计算厚度（m） T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃） 不同龄期混凝土的中心计算温度（T1（t））和表面温度（T2（t））如下表。 混凝土温度计算结果表 t（d） 3 6 9 12 T1（t）（℃） 27.2 33.7 35.1 31.5 T1-Tq（℃） 19.2 25.7 27.1 23.5 T2（t）（℃） 10.1 10.8 10.9 10.6 T1（t）-T2（t） 17.1 22.9 24.2 20.9 由上表可知，混凝土内外温差<25℃，符合要求。 抗裂计算 1、各龄期混凝土收缩变形 式中： --龄期t时砼的收缩变形值； --状态下最终收缩值，3.24×10-4 e 常数e=2.718； M1、M2、M3…Mn--各种不同条件下的修正系数； 混凝土收缩变形不同条件影响修正系数 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 积M 1.0 1.0 1.0 1.06 1.0 1.09 1.25 1.4 1.0 1.0 2.02 各龄期砼收缩变形值如下表 龄期（d） 3 6 9 12 15 18 21 （×10-5） 1.94 3.82 5.64 7.41 9.13 10.79 12.41 2、各龄期砼收缩当量温差 ξy(t)：不同龄期混凝土收缩相对变形值； α：混凝土线膨胀系数取1×10-5/℃； 各龄期收缩当量温差 龄期（d） 3 6 9 12 15 18 21 Ty(t) -1.94 -3.82 -5.64 -7.41 -9.13 -10.8 -12.4 3、各龄期混凝土最大综合温度 Tj：砼浇筑温度，取 8 ℃ T（t）:龄期t的绝热温升 Ty（t）:龄期T时的收缩当量温差 Tq：砼浇筑后达到稳定时的温度，取 3 ℃   混凝土最大综合温差 龄期（d） 3 6 9 12 15 18 21 ΔT 22.53 28.36 29.58 29.02 27.78 26.30 24.76 4、混凝土各龄期弹性模量 E0:砼最终弹性模量（Mpa）， c40 取定E0 3.25 ×104N/mm2 混凝土各龄期弹性模量（×104N/mm2） 龄期（d） 3 6 9 12 15 18 21 E（t） 0.77 1.36 1.80 2.15 2.41 2.61 2.76 5、外约束为二维时温度应力计算 E（t）：各龄期砼弹性模量 α：混凝土线膨胀系数1×10-5/℃ ΔT(t)：各龄期混凝土最大综合温差 μ:砼泊松比，取定0.15 0.15 Rk:外约束系数,取定0.4 0.4 Sh(t):各龄期砼松弛系数 混凝土松弛系数如下表 龄期(d) 3 6 9 12 15 18 21 Sh(t) 0.57 0.524 0.482 0.417 0.411 0.383 0.369 外约束为二维时温度应力(N/mm2) 龄期(d) 3 6 9 12 15 18 21 б -0.46 -0.95 -1.21 -1.22 -1.29 -1.24 -1.19 6、验算抗裂度是否满足要求 根据资料，把砼浇筑后的15d作为砼开裂的危险期进行验算。 （抗裂度验算） fct= 2.39 Mpa（28天抗拉强度设计值） 同条件龄期15天抗拉强度设计值（达28天强度的75%） 龄期15天温度应力1.04MPa 0.7215974934 ≤1.05,抗裂度满足要求数据库 水泥水化热值(单位：KJ/Kg)  注:  1.本表数值是按平均硬化温度15℃时编制的，当平均温度为7～10℃时，表中数值按60%～70%采用； 水泥品种 水泥强度等级 混凝土龄期 3d 7d 28d 普通硅酸盐水泥 42.5 314 354 375 2.当采用碳粉硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥时，其水化热量可参考矿渣硅酸盐水泥的数值。 32.5 250 271 334 矿渣硅酸盐水泥 42.5 180 256 334 绝热升温计算（为抗裂计算用） t（d） 3 6 9 12 15 18 21 Th（℃） 29.20 40.76 45.33 47.14 47.86 48.14 48.25 m值选用表 浇筑温度 5 10 15 20 25 30 m 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406 不同龄期和浇筑厚度的ξ值（温度为20~30选用） 浇筑厚度（m） 不同龄期（d）的ξ值 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 1 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 0.03 1.5 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04 2.5 0.65 0.62 0.59 0.48 0.38 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15 3 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.3 0.25 0.21 0.19 4 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0.37 0.3 0.25 0.24 不同浇筑块厚度与混凝土绝热升温的关系ξ值 浇筑块厚度 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 ξ 0.36 0.49 0.57 0.65 0.68 0.74 0.79 0.82 混凝土弹性模量E0（×104N/mm2） C40 C45 C50 C55 C60 3.25 3.35 3.45 3.55 3.6 混凝土28天抗拉强度设计值（×104N/mm2） C40 C45 C50 C55 C60 2.39 2.51 2.64 2.74 2.85MBD80000004.unknownMBD80000006.unknownMBD80000007.unknownMBD80000008.unknownMBD80000009.unknownMBD8000000A.unknownMBD8000000B.unknownMBD8000000C.unknownMBD8000000D.unknownMBD8000000E.unknownMBD80010001.unknown