大体积混凝土温度控制计算书

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⒈最大绝热温升（1）Th=（mc+K1F）Q/c.ρ(2)Th=mcQ/c.ρ（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0.97[KJ/（kg.k）]；ρ—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15～18）水：水泥：黄砂：石子：粉煤灰：JM—Ⅲ=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97oC⒉混凝土中心计算温度T1（t）=Tj+Th×ζ(t)T1（t）—t龄期砼中心计算温度（oC）；Tj—混凝土浇筑温度（oC）；ζ(t)—t龄期降温系数。T1（t）=20+97×0.57=75oC⒊混凝土表层温度1）保温材料厚度δ=0.5h×λx（T2-Tg）Kb/λ(Tmax-T2)；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（oC）；Tg—施工期大气平均温度（oC）；λ—混凝土导热系数，取2.33w/（m.k）；Tmax—计算得混凝土最高温度；计算时可取T2-Tg=15～20oCTmax-Tg=20～25oCKb—传热系数修正值，取1.3～2.0,保温材料选用薄膜上覆盖草袋(T2-Tg=17oCTmax-Tg=25oC)δ=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/[Σδi/λi+1/ßg]式中ß—混凝土表面模板及保温层等传热系数[w/（m2·k）]；δi—各保温材料的厚度（m）；λi—各保温材料导热系数[w/（m·k）]；ßg—空气层的传热系数，取23[w/（m2·k）]；ß=1/[0.057/0.14+1/23]=2.22[w/（m2·k）]；3)混凝土虚厚度h´=k·λ/ß式中h´—混凝土虚厚度（m）；k—折减系数，取2/3；λ—混凝土导热系数；取2.33[w/（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+4h´(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=56oC⒋混凝土内平均温度Tm(t)=[T1(t)+T2(t)]/2=[(75+56)/2]=65.5oC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·I[Kn·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）；Eo—28d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）=8176.5N/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εY(t)=εYo(1-e-0.01t)M1·M2···M10式中εY(t)—t龄期混凝土干缩率；εYo—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/mm2Fa=20×(∏/4)×362+7×(∏/4)×142=2.1424×104mm2；Eb=3.45×104N/mm2Fb=2×1×106=2×106mm2；EaFa/EbFb=0.062εY(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)=εY(t)/α式中TY(t)—t龄期混凝土收缩当量α—混凝土膨胀系数，1×10-5（1/oC）TY(t)=0.7×10-5/1×10-5=0.7Tm(3)=65.5oC同理，Tm(6)=63oCTY(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=3.4oC，同理，可计算△T3、△T6、△T9等五、拉应力б3=E3·α△T3S3｛1-1/ch（ß3·L/2）｝=3.45×104×1×10-5×3.4×0.57×｛1-1/ch﹝0.514×10-9×30）｝=0.005N/mm2同理得Σбi=1.34765N/mm2бmax=1.34765/(1-0.15)=1.58547N/mm2安全系数K=ft/бmax=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εp=7.5×ft×(0.1+μ/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【|α·△T|/（|α·△T|-|εp|）=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25oC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。