大体积混凝土温度应力计算理论依据及相关参数.docx

大体积混凝土温度应力计算 大体积混凝土温度计算 最大绝热温升值（二式取其一） （3-1） （3-2） 式中： Th——混凝土最大绝热温升（℃）； Mc——混凝土中水泥用量（kg/m3）； F——混凝土中活性掺合料用量（kg/m3）； C——混凝土比热，取0.97kJ/(kg·K）； ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）； e——为常数，取2.718； T——混凝土龄期（d）； m——系数，随浇筑温度而改变，查表3-2 表3-1 不同品种、强度等级水泥的水化热 水泥品种 水泥强度 水化热Q（kJ/kg） 3d 7d 28d 硅酸盐水泥 42.5 314 354 375 32.5 250 271 334 矿渣水泥 32.5 180 256 334 表3-2 系数m 浇筑温度（℃） 5 10 15 20 25 30 M（1/d） 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406 根据公式（3-2），配合比取硅酸盐水泥360kg计算： Th（3）=33.21 Th（7）=51.02 Th（28）=57.99 混凝土中心计算温度 （3-3） 式中： Tj——混凝土浇筑温度（℃）； T1（t）——t龄期混凝土中心计算温度（℃）； ξ（t）——t龄期降温系数，查表3-3同时要考虑混凝土的养护、模板、外加剂、掺合料的影响； 表3-3 降温系数ξ 浇筑层厚度（m） 龄期t（d） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 1.0 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 1.50 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04 2.50 0.65 0.62 0.57 0.48 0.38 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15 3.00 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.30 0.25 0.21 0.19 4.00 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0.37 0.30 0.25 0.24 根据公式（3-3），Tj取25℃，ξ（t）取浇筑层厚1.5m龄期3天6天27天计算， T1（3）=41.32 T1（7）=48.47 T1（28）=27.90 混凝土表层（表面下50~100mm处）温度 保温材料厚度 （3-4） 式中： δ——保温材料厚度（m）； λx——所选保温材料导热系数[W/(m·K)]； T2——混凝土表面温度（℃）； Tq——施工期大气平均温度（℃）； λ——混凝土导热系数，取2.33W/(m·K)； Tmax——计算的混凝土最高温度（℃）； 计算时可取T2-Tq=15~20℃，Tmax-T2=20~25℃； Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0，查表3-5。 表3-4 几种保温材料导热系数 材料名称 密度kg/m3 导热系数λ 材料名称 密度kg/m3 导热系数λ 建筑钢材 7800 58 矿棉、岩棉 110~200 0.031~ 0.065 钢筋混凝土 2400 2.33 沥青矿棉毡 100~160 0.033~ 0.052 水 1000 0.58 泡沫塑料 20-50 0.035~ 0.047 木模板 500~700 0.23 膨胀珍珠岩 40~300 0.019~ 0.065 木屑 0.17 油毡 0.05 草袋 150 0.14 膨胀聚苯板 15~25 0.042 空气 0.03 泡沫混凝土 0.10 表3-5 传热系数修正值 保温层种类 K1 K2 1 仅由容易透风的材料组成（如草袋、稻草板、锯末、沙子） 2.6 3.0 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 2.0 2.3 3 在易透风保温材料上铺一层不透风材料 1.6 1.9 4 在易透风保温材料上下各铺一层不易透风的材料 1.3 1.5 5 仅由不易透风材料组成（如油布、帆布、棉麻毡、胶合板） 1.3 1.5 K1值—一般刮风情况（风速小于4m/s） K2值——刮大风情况。 根据公式（3-4），h取1.5，λx取0.04，λ取2.33，T2-Tq取15℃，Tmax-T2取25℃，Kb取2，计算 δ=0.015m=15mm 混凝土表面模板及保温层的传热系数 （3-6） 式中： β——混凝土表面模板及保护层等的传热系数[W/(m2·K)]； δi——各保护层材料厚度（m）； λi——各保温层材料导热系数[W/(m·K)]；； βq——空气层的传热系数，取23[W/(m2·K)]。 根据公式（3-6），δi取0.015，λi取0.04，计算 β=2.39