1、,大体积混凝土的裂缝控制计算 (温度计算、应力计算、伸缩缝间距计算),大体积混凝土温度计算,最大绝热温升(二式取其一),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0.250.30,Q水泥28d水化热(kJ/kg),c混凝土比热,取0.97kJ/(kgK),混凝土密度(2400kg/m3),t混凝土的龄期(d),m系数、随浇筑温度改变,表1 不同品种、强度等级水泥的水化热,表2 系数m,混凝土中心计算温度,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,
2、龄期降温系数 (t),混凝土表层(表面下50100mm处)温度, 保温材料厚度(m),T2 混凝土表面温度(),保温材料厚度,Tq 施工期大气平均温度(), 混凝土导热系数,取2.33W/(mK),Tmax 计算得混凝土最高温度(),混凝土计算厚度,H混凝土计算厚度(m),h 混凝土实际厚度(m),x 所选保温材料导热系数W/(mK),Kb 传热系数修正值,取1.32.0。,K1值为一般刮风情况(风速25m); K2值为刮大风情况;,如采用蓄水养护,蓄水养护深度,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), M=F/V,F
3、 与大气接触的表面(m2),V 混凝土体积(m3),700 折算系数kJ/(m3K),w 水的导热系数,取0.58,混凝土表面模板及保温层的传热系数,混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/(m3K),i 各保温材料厚度(m),i各保温材料导热系数W/(m3K),q空气层的传热系数,取23W/(m3K),混凝土虚厚度,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/(m3K),混凝土表层温度,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(),混凝土平均温度,大体积混凝土应力
4、计算,地基约束系数,单纯地基阻力系数Cx1(N/mm3),桩的阻力系数Cx2(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,当桩与结构固接时,E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,D桩的直径或边长(mm),F每根桩分担的地基面积(mm2),大体积混凝土瞬时弹性模量,E(t)t龄期混凝土弹性模量(N/mm2),E028d混凝土弹性模量(N/mm2),e 常数,取2.718,t 龄期(d),地基约束系数,E(t)t龄期混凝土弹性模量(N/mm2),h 混凝土实际厚度(mm),Cx1 单纯地基阻力系数(N/mm3),
5、Cx2 桩的阻力系数(N/mm3),(t)t龄期地基约束系数(l/mm),混凝土干缩率和收缩当量温差,混凝土干缩率,Y(t) t 龄期混凝土干缩率,0Y(t) 标准状态下混凝土极限收缩值,取3.2410-4,M1M2M10 各修正系数,参考建筑施工手册第四版 表10-88,收缩当量温差,TY(t)t龄期混凝土收缩当量温差(),混凝土线膨胀系数,取110-5(1/),结构计算温差(一般3d划分一区段),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(i)i区段收缩当量温差起始值(),各区段拉
6、应力,i i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,i区段平均地基约束系数,混凝土 最大尺寸,到指定期混凝土内最大应力,max 到指定期混凝土内最大应力(N/mm2), 泊松比,取0.15,安全系数,ft到指定期混凝土抗拉强度设计值(N/mm2),K大体积混凝土抗裂安全系数,应1.15,大体积混凝土平均整浇长度,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),t指定龄期(d),Fa钢筋截面面积(m2),Fc混凝土截面面积(m2),平均整浇长度(伸缩缝间距),Lcp 平均整浇长度(伸缩
7、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), Cx=Cx1+Cx2,T 指定时刻的累计结构计算温差(),【例1】 某工程现浇钢筋混凝土基础底板,厚度为0.8m,配置直径16带肋钢筋,配筋率0.35%,混凝土强度等级采用C30,地基为坚硬黏土,施工条件正常(材料符合质量标准、水灰比准确、机械振捣、混凝土养护良好)。试计算早期(15d)不出现贯穿性裂缝的允许间距。,大体积混凝土计算案例,均取1.0,M4=1.42,M6=0.93,,M7=0.70,M10=0.42,混凝土经过15d的收缩变形,混凝土收缩当量温差为,混凝
8、土上、下面温升为15,由于时间短,养护较好,气温差忽略不计,混凝土的水化热温差经计算为25,则计算温差为,混凝土的极限拉伸值,15d时混凝土的弹性模量,伸缩缝的最大允许间距,由计算知,板的最大允许伸缩缝间距为26m。当板的纵向长度小于26m时,可以避免裂缝出现。否则则需在中部设置伸缩缝或“后浇缝”。当板下有桩基础时,计算阻力系数Cx时,应考虑桩基对基础底板的约束阻力。,【例2】 大型设备基础底板长90.8m、宽31.3m、厚2.5m,混凝 土为C20,采用60d后期强度配合比,,用32.5矿渣水泥,水泥用量,mc=280kg/m3,混凝土浇筑入模温度,Tj=28,,为25,结构物周围用钢模板,
9、在模板和混凝土上表面外包两 层草袋保温,混凝土比热 C=1.0kJ/kgK混凝土密度=2400kg/m3,施工时平均气温,试计算总降温产生的最大温度拉应力及安全系数。,解 (1) 计算绝热温升值,按式,为简单计只计算3d、7d、28d的值。,(2) 混凝土中心温度计算,按式,计算如下,(3) 混凝土表层温度。 两层草袋保温按60mm计,则保温层传热系数,混凝土虚厚度,混凝土计算厚度,混凝土表层温度,(5) 混凝土干缩率和当量温差,按式,则,(6) 结构计算温差,按式,(7)计算各龄期的混凝土弹性模量,按式,(8)地基约束系数,按式,(9) 各区段拉应力,按式,各区段平均弹性模量,各区段平均应力松弛系数,各区段平均地基约束系数,只计算拉应力,(10) 混凝土内最大应力,按式,混凝土抗拉强度设计值取 1.1 N/mm2,则安全系数,满足抗裂条件,故知不会出现裂缝。,