温度应力计算·
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施工配合比(kg/m3)
二.温度计算
(1)绝热温升Tmax′=WQ/γC(1-e-mt) Tmax′---绝热温升
Q-----水泥水化热Q=377x103J/Kg
C-----砼比热C=0.96X103J/(Kg.℃)
γ-----砼重度γ=2400Kg/M3
W-----每立方米水泥重量260 Kg/M3
m-----热影响系数,m=0.43+0.0018Q
Tmax′=260X377X103/0.96X103X2400(1-e-1.10X3) =44℃
Tmax=8℃+44℃=52℃(12℃为入模温度)
相应也可以建立绝热温度见公式:
Tmax′=WQ/γCxε+F/50
F-----粉煤灰用量
ε――――不同浇筑块的热系数
Tmax′=260X377X103/
Tmax=8+55=63℃
取Tmax=63℃
三. 温应力计算
1.将砼的收缩随时间的进程换算成当量温度计算:
Ty(t)= εy(t)/αα=1x10-5砼线膨胀系数
εy(t)=ε0M1M2M3······M10(1-e0.01t)
Ty(t)------当量温度
εy(t)----任意时间的收缩(mm/mm)
M1-----水泥品种为普通水泥,取1.0
M2-----水泥细度为4000孔,取1.35
M3-----骨料为石灰石,取1.00
M4-----水灰比为0.52,取1.64
M5-----水泥浆量为0.2,取1.00
M6------自然养护30天,取0.93
M7------环境相对湿度为50%,取0.54
M8------水里半径倒数为0.4,取1.2
M9------机械振捣,取1.00
M10------含筋率为8%,取0.9
ε0--ε∞---最终收缩,在标准状态下ε0=3.24X10-4
εy(30)=1.01x10-4Ty(30)=10.1℃εy(27)=0.92 x10-4Ty(27)=9.2℃εy(24)=0.83 x10-4Ty(24)=8.3℃εy(21)=0.73 x10-4 Ty(21)=7.3℃εy(18)=0.64 x10-4Ty(18)=6.4℃εy(15)=0.54 x10-4Ty(15)=5.4℃εy(12)=0.439 x10-4 Ty(12)=4.39℃εy(9)=0.335 x10-4 Ty(9)=3.35℃εy(6)=0.226 x10-4 Ty(6)=2.26℃εy(3)=0.114 x10-4 Ty(3)=1.14℃计算中心温度当量温差:
△T6=2.26-1.14=1.12℃
△T9=3.35-2.26=1.09℃
△T12=4.39-3.35=1.04℃
△T15=5.4-4.39=1.01℃
△T18=6.4-5.4=1.0℃
△T21=7.3-6.4=0.9℃
△T24=8.3-7.3=1.0℃
△T27=9.2-8.3=0.9℃
△T30=10.1-9.2=0.9℃
2.计算中心温度
砼基础施工时处于散热条件,考虑上下表面及侧面的散热条件,当体积厚达3m时,,散热影响系数取0.97;当中心浇筑完第四天后,水化热达峰值。
T4=
预砼中心绝热温度Tmax=41.22+12=53.22℃
根据1#、2#锅炉Jb-1承台测温记录及虑到冬季浇筑按每天降1℃计算
3.台阶式综和降温差及总综合温差
为了较精确地计算考虑徐变作用下的温度应力,把总降温分成若干台阶式降温,分别计算出各阶段降温引起的应力,最后叠加得出总降温应力。
台阶式综和温差△T(t)=1+△T t
△T(6)=4.42℃
△T(9)=4.09℃
△T(12)=4.04℃
△T(15)=4.01℃
△T(18)=4.0℃
△T(21)=3.9℃总综合温差=36.26℃
△T(24)=4.0℃
△T(27)=3.9℃
△T(30)=3.9℃
4.各龄期的弹性模量
E(3)=2.8X104X(1-e-0.09X3)=0.662X104N/mm2
E(6)=1.16 X104 N/mm2 E(9)=1.55 X104 N/mm2
E(12)=1.85 X104 N/mm2 E(15)=1.85 X104 N/mm2 E(15)=2.07 X104 N/mm2 E(18)=2.245 X104 N/mm2 E(21)=2.38 X104 N/mm2 E(24)=2.48 X104 N/mm2 E(27)=2.55 X104 N/mm2 E(30)=2.62 X104 N/mm2 5.各龄期的松弛系数
H(3)=0.186 H(6)=0.208 H(9)=0.214
H(12)=0.215 H(15)=0.233 H(18)=0.252
H(21)=0.301 H(24)=0.524 H(27)=0.570
H(30)=1.0
6.最大拉应力计算
σ(t)= α(1-1/chβi L/2)E(i)△T(i)H(i)/1-μ
σ(t)-----各龄期砼基础所承受的温度应力
E(i)------各龄期砼的弹性模量
α-----砼线膨胀系数1.0X105
△T(i)------各龄期的总和温差
H(i)--------各龄期砼的松弛系数
μ------泊松比0.15
L------基础长度51400mm
βi--------C X/H(i)E(i)开平方其中H为基础地板厚度3000mm
C X------总阻力系数(地基水平剪切刚度),此处C X=C X1+ C X2
C X1----下峪口地区地基侧向刚度系数取1X10-2 N/ mm2
C X2=Q/F(Q为灌注桩产生单位侧移时的水平力)
F为每根桩分担的地基面积=14X51.4/70=10.28X106mm2
当灌注桩与基础铰接时
Q=2EJ(K h XD/4EJ)1/4
K h----侧向压缩刚度系数1X10-2N/ mm2
E-----灌注桩的弹性模量2.8X104
J-----灌注桩的惯性矩J=1/64X3.14X(800)4=201X108
Q=2.925X104N/mm
C X2=0.285X10-2/mm2
C X=1.285 X10-2/mm2
σ(6)=0.0138Mp a σ(9)=0.013 Mp aσ(12)=0.0366 Mp a
σ(15)=0.0128 Mp aσ(18)=0.0151 Mp aσ(21)=0.0186 Mp a
σ(24)=0.0346 Mp aσ(27)=0.0377 Mp aσ(30)=0.068 Mp a
总应力=0.0138+0.013+0.0366+0.0128+0.0151+0.0186+0.0346+0.0377+0.068=0.25 Mp a
砼C30取R f=1.5 Mp a
K=1.5/0.25=6>1.15满足抗裂条件。