大体积混凝土温度计算.docx

1、大体积混凝土温度计算10-7-2-1 大体积混凝土温度计算公式1最大绝热温升（二式取其一）（1）Th（mckF）Q/c（2）ThmcQ/c（1e-mt） （10-43）式中 Th混凝土最大绝热温升（）；mc混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；F混凝土活性掺合料用量（kg/m3）；K掺合料折减系数。粉煤灰取；Q水泥28d水化热（kJ/kg）查表10-81；不同品种、强度等级水泥的水化热 表10-81水泥品种水泥强度等级水化热Q（kJ/kg）3d7d28d硅酸盐水泥314354375250271334矿渣水泥180256334c混凝土比热、取kJ/（kgK）；混凝土密度、取2400（kg

2、/m3）；e为常数，取；t混凝土的龄期（d）；m系数、随浇筑温度改变。查表10-82。系数m 表10-82浇筑温度（）51015202530m（l/d）2混凝土中心计算温度T1（t）TjTh（t）式中 T1（t）t龄期混凝土中心计算温度（）；Tj混凝土浇筑温度（）；（t）t龄期降温系数、查表10-83。降温系数 表10-83浇筑层厚度（m）龄期t（d）369121518212427303混凝土表层（表面下50100mm处）温度1）保温材料厚度（或蓄水养护深度）x（T2Tq）Kb/（TmaxT2） （10-45）式中 保温材料厚度（m）；x所选保温材料导热系数W/（mK）查表10-84；几种保温

3、材料导热系数 表10-84材料名称密度（kg/m3）导热系数W/（mK）材料名称密度（kg/m3）导热系数W/（mK）建筑钢材780058矿棉、岩棉110200钢筋混凝土2400沥青矿棉毡100160水泡沫塑料2050木模板500700膨胀珍珠岩40300木屑油毡草袋150膨胀聚苯板1525沥青蛭石板350400空气膨胀蛭石80200泡沫混凝土T2混凝土表面温度（）；Tq施工期大气平均温度（）；混凝土导热系数，取（mK）；Tmax计算得混凝土最高温度（）；计算时可取T2Tq1520TmaxT22025Kb传热系数修正值，取，查表10-85。传热系数修正值 表10-85保温层种类K1K21纯粹由

4、容易透风的材料组成（如：草袋、稻草板、锯末、砂子）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3在易透风保温材料上铺一层不易透风材料4在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料5纯粹由不易透风材料组成（如：油布、帆布、棉麻毡、胶合板）注：1K1值为一般刮风情况（风速4m/s，结构位置25m）；2K2值为刮大风情况。2）如采用蓄水养护，蓄水养护深度hwxM（TmaxT2）Kbw/（700Tj+Q） （10-46）式中 hw养护水深度（m）；x混凝土维持到指定温度的延续时间，即蓄水养护时间（h）；M混凝土结构表面系数（1/m），MF/V；F与大气接触的表面积（m2）；V混凝土体积（m3）；

5、TmaxT2一般取2025（）；Kb传热系数修正值；700折算系数kJ/（m3K）；w水的导热系数，取W/（mK）。3）混凝土表面模板及保温层的传热系数1/i/i1/q （10-47）式中 混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/（m2K）；i各保温材料厚度（m）；i各保温材料导热系数W/（mK）；q空气层的传热系数，取23W/（m2K）。4）混凝土虚厚度hk/ （10-48）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W/（mK）。5）混凝土计算厚度Hh2h （10-49）式中 H混凝土计算厚度（m）；h混凝土实际厚度（m）。6）混凝土表层温度T2（t）Tq4h（Hh）

6、T1（t）Tq/H2 （10-50）式中 T2（t）混凝土表面温度（）；Tq施工期大气平均温度（）；h混凝土虚厚度（m）；H混凝土计算厚度（m）；T1（t）混凝土中心温度（）。4混凝土内平均温度Tm（t）T1（t）T2（t）/2 （10-51）10-7-2-2 应力计算公式1地基约束系数（1）单纯地基阻力系数Cx1（N/mm3），查附表10-86单纯地基阻力系数Cx1（N/mm3） 表10-86土质名称承载力（kN/m2）Cx1推荐值软粘土80150砂质粘土250400坚硬粘土500800风化岩石和低强度素混凝土500010000C10以上配筋混凝土500010000（2）桩的阻力系数Cx2Q

7、/F （10-52）式中 Cx2桩的阻力系数（N/mm3）；Q桩产生单位位移所需水平力（N/mm）；当桩与结构铰接时 Q2EIKnD/（4EI）3/4当桩与结构固接时 Q4EIKnD/（4EI）3/4E桩混凝土的弹性模量（N/mm2）；I桩的惯性矩（mm4）；Kn地基水平侧移刚度，取110-2（N/mm3）；D桩的直径或边长（mm）；F每根桩分担的地基面积（mm2）。（3）大体积混凝土瞬时弹性模量E（t）E0（1） （10-53）式中 E（t）龄期混凝土弹性模量（N/mm2）；E028d混凝土弹性模量（N/mm2），查附表10-87；混凝土常用数据 表10-87强度等级弹性模量E（104N/m

8、m2）强度标准值（N/mm2）强度设计值（N/mm2）轴心抗压fck抗拉ftk轴心抗压fc抗拉ft5C105C1510C2010C2517C302015C35C4027C45C5032C553425C6036e常数，取；t龄期（d）。（4）地基约束系数（t）（Cx1Cx2）/hE（t） （10-54）式中 （t）t龄期地基约束系数（1/mm）；h混凝土实际厚度（mm）；Cx1单纯地基阻力系数（N/mm3），查表10-86；Cx2桩的阻力系数（N/mm3）；E（t）t龄期混凝土弹性模量（N/mm2）。2混凝土干缩率和收缩当量温差（1）混凝土干缩率Y（t）0Y（）M1M2M10 （10-55）式中

9、 Y（t）t龄期混凝土干缩率；0Y标准状态下混凝土极限收缩值，取10-4；M1M2M10各修正系数，查表10-88。修正系数M1-M10 表10-88水泥品种M1水泥细度（cm2/g）M2骨料品种M3W/CM4水泥浆量（）M5普通水泥1500花岗岩15矿渣水泥2000玄武岩20快硬水泥3000石灰岩25低热水泥4000砾岩30石灰矿渣水泥5000无粗骨料35火山灰水泥6000石英岩40抗硫酸盐水泥7000白云岩45矾土水泥8000砂岩-50初期养护时值（d）M6相对湿度W（）M7L/FM8操作方法M9配筋率EaFa/EbFbM1012250机械振捣330人工振捣440蒸汽养护550高压釜处理7

10、60107014188040909090注：L底板混凝土截面周长；F底板混凝土截面面积；Ea、Fa钢筋的弹性模量、截面积；Eb、Fb混凝土弹性模量、截面积。（2）收缩当量温差TY（t）Y（t）/ （10-56）式中 TY（t）t龄期混凝土收缩当量温差（）；混凝土线膨胀系数，110-5（1/C）。3结构计算温差（一般3d划分一区段）TiTm（i）Tm（i+3）TY（i+3）TY（i） （10-57）式中 Tii区段结构计算温差（）；Tm（i）i区段平均温度起始值（）；Tm（i+3）i区段平均温度终止值（）；TY（i+3）i区段收缩当量温差终止值（）；TY（t）i区段收缩当量温差始始值（）。4各区

11、段拉应力 （10-58）式中 ii区段混凝土内拉应力（N/mm2）；i区段平均弹性模量（N/mm2）；i区段平均应力松弛系数，查表10-89；松弛系数S（t） 表10-89龄期t（d）36912151821242730S（t）i区段平均地基约束系数；L混凝土最大尺寸（mm）；ch双曲余弦函数。5到指定期混凝土内最大应力 （10-59）式中 max到指定期混凝土内最大应力（N/mm2）；泊桑比，取。6安全系数Kft/max （10-60）式中 K大体积混凝土抗裂安全系数，应；ft到指定期混凝土抗拉强度设计值（N/mm2），查表10-87。10-7-2-3 平均整浇长度（伸缩缝间距）1混凝土极限拉

12、伸值p（/d）10-4（lnt/ln28） （10-61）式中 p混凝土极限拉伸值；ft混凝土抗拉强度设计值（N/mm2）；配筋率（），Fa/Fc；d钢筋直径（mm）；ln以e为底的对数；t指定期龄期（d）；Fa钢筋截面积（rn2）；Fc混凝土截面积（m2）。2平均整浇长度（伸缩缝间距） （10-62）式中 Lcp平均整浇长度（伸缩缝间距）（mm）；h混凝土厚度（mm）；E（t）指定时刻混凝土弹性模量（N/mm2）；Cx地基阻力系数（N/mm3），CxCx1Cx2；arch反双曲余弦函数；T指定时刻的累计结构计算温差（）。10-7-3 大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施为了有效地控制有害

13、裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。10-7-3-1 降低水泥水化热和变形1选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。2充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1。3使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的

14、。4在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。5在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。6在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。7改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。（8）设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时也有利

15、于散热，降低混凝土的内部温度。10-7-3-2 降低混凝土温度差1选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。2掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。3在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。10-7-3-3 加强施工中的温度控制1在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免

16、发生急剧的温度梯度发生。2采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。3加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25以内，基面温差和基底面温差均控制在20以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。4合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。10-7-3-4 改善约束条件，削减温度应力1采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放

17、松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。2对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设30 50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。10-7-3-5 提高混凝土的极限拉伸强度1选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。2采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。3在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底、顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝的出现。