大体积混凝土温度应力计算
大体积混凝土温度应力实用计算方法及控裂工程实例
大体积混凝土温度应力实用计算方法及控裂工程实例嘿，咱今儿就来聊聊大体积混凝土温度应力实用计算方法和控裂工程实例这档子事儿。
你想想看，那大体积混凝土，就好像是一个大块头，它可不简单呐！温度应力就像是藏在它身体里的小怪兽，要是不把这小怪兽给搞定，那可就要出大乱子啦！那怎么计算这个温度应力呢？这可不是随随便便就能搞定的事儿。
咱先来说说计算方法。
就好比咱要去量一个人的身高体重一样，得有一套靠谱的办法。
计算大体积混凝土温度应力也有它的门道。
咱得考虑好多因素呢，像混凝土的材料特性啦，环境温度啦，施工过程啦等等。
这就像是解一道复杂的谜题，得一步步慢慢来，不能着急。
比如说，咱得知道这混凝土在不同温度下会有啥变化，就像人在不同天气穿不同衣服一样。
然后呢，根据这些信息来算出温度应力有多大。
这可不是拍拍脑袋就能想出来的，得有真功夫才行！再来说说控裂工程实例。
你看那些高楼大厦、大桥大坝，它们可都是用大体积混凝土建起来的。
要是不做好控裂，那可不得了，说不定哪天就裂出个大口子来。
就好比有个大坝，那可是关系着好多人的生命财产安全呐！要是大坝因为温度应力裂了，那后果简直不堪设想。
所以啊，在工程中就得特别小心地处理这个问题。
他们会采取各种办法来控制温度应力，比如用合适的材料，调整施工工艺，做好养护工作等等。
就像照顾一个小婴儿一样，得精心呵护。
你想想，要是建个房子，没几年就裂得不成样子，那多难看呐，还不安全。
所以啊，这个大体积混凝土温度应力实用计算方法和控裂工程实例可太重要啦！咱平常生活中可能不太会注意到这些，但这些可都是建筑工程里的关键啊！没有这些，那些宏伟的建筑怎么能建得起来呢？总之，大体积混凝土温度应力实用计算方法就像是一把钥匙，能打开解决问题的大门；而控裂工程实例则是一面镜子，让我们看到实际应用中的成功与失败。
我们得好好研究它们，让我们的建筑更加坚固、美观、安全。
难道不是吗？你说要是没有这些，那我们的城市会变成什么样呢？。
大体积混凝土应力计算
大体积混凝土应力计算在混凝土浇筑时，除按上述公式计算混凝土的各种温度外，还应对混凝土裂缝进行计算。
在浇筑前、浇筑中、浇筑后均应及时进行计算，控制混凝土裂缝的出现。
混凝土裂缝计算采用中国建筑设计研究院研制的PKPM 计算软件。
a. 混凝土浇筑前裂缝控制计算⑴计算原理（依据《建筑施工计算手册》）:大体积混凝土贯穿性或深进的裂缝，主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。
混凝土因外约束引起的温度（包括收缩）应力（二维时），一般用约束系数法来计算约束应力，按以下简化公式计算：△卄（2/3）• T（c+T7（t）-Th 式中：旷混凝土的温度（包括收缩）应力（N/mm2）;E（t）--混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量（N/mn2），—般取平均a--混凝土的线膨胀系数，取1.0 X 105；△T--混凝土的最大综合温差（C）绝对值，如为降温取负值；当大体积混凝土基础长期裸露在室外，且未回填土时，△T值按混凝土水化热最高温升值（包括浇筑入模温度）与当月平均最低温度之差进行计算；计算结果为负值，则表示降温；T o--混凝土的浇筑入模温度（C ）;T（t）--浇筑完一段时间t，混凝土的绝热温升值（C）;T y（t）--混凝土收缩当量温差（C）;T h--混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度，一般根据历年气象资料取当年平均气温「C）;S t）--考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3〜0.5 ;R--混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R=1;当为可滑动垫层时，R=0, —般土地基取0.25〜0.50 ;v--混凝土的泊松比⑵计算:取S t ） =0.19 , R= 0.50 , Y =0.15;① 混凝土 3d 的弹性模量由式：计算得：E ⑶二0.60 X 104② 最大综合温差 △ T=11.66 C③ 基础混凝土最大降温收缩应力，由式:计算得:④ 不同龄期的抗拉强度由式 X(i) = 0^(18⑤ 抗裂缝安全度： K=0.94/0.08=11.75>1.15故满足抗裂条件。
大体积混凝土温度应力与收缩应力计算
大体积混凝土浇筑体施工阶段温度应力与收缩应力的计算B．1 混凝土绝热温升B．1．1 水泥水化热可按下式计算：式中：Q3——在龄期3d时的累积水化热(kJ／kg)；Q7——在龄期7d时的累积水化热(kJ／kg)；Q0——水泥水化热总量(kJ／kg)。
B．1．2 胶凝材料水化热总量应在水泥、掺合料、外加剂用量确定后，根据实际配合比通过试验得出。
当无试验数据时，可按下式计算：式中：Q——胶凝材料水化热总量(kJ／kg)；k——不同掺量掺合料水化热调整系数。
B．1．3 当采用粉煤灰与矿渣粉双掺时，不同掺量掺合料水化热调整系数可按下式计算：式中：k1——粉煤灰掺量对应的水化热调整系数，取值见表B．1．3；k2——矿渣粉掺量对应的水化热调整系数，取值见表B．1．3。
表B．1．3 不同掺量掺合料水化热调整系数注：表中掺量为掺合料占总胶凝材料用量的百分比。
B．1．4 混凝土绝热温升值可按现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL／T 5150中的相关规定通过试验得出。
当无试验数据时，混凝土绝热温升值可按下式计算：式中：T(t)——混凝土龄期为t时的绝热温升(℃)；W——每立方米混凝土的胶凝材料用量(kg／m3)；C——混凝土的比热容，可取0．92～1．00[kJ／(kg·℃)]；ρ——混凝土的质量密度，可取2400～2500(kg／m3)；t——混凝土龄期(d)；m——与水泥品种、用量和入模温度等有关的单方胶凝材料对应系数。
B．1．5 单方胶凝材料对应的系数m值可按下列公式计算：式中：m0——等效硅酸盐水泥对应的系数；W——等效硅酸盐水泥用量(kg)；A、B——与混凝土施工入模温度相关的系数，按表B．1．5-1取内插值；当入模温度低于10℃或高于30℃时，按10℃或30℃选取；W C——单方其他硅酸盐水泥用量(kg)；λ——修正系数。
表B．1．5-1 不同入模温度对m的影响值当使用不同品种水泥时，可按表B．1．5-2的系数换算成等效硅酸盐水泥的用量。
大体积混凝土温度应力及抗裂验算
矿渣 硅 酸 盐 水 泥 ， 凝 土 标 号 ５ 水 泥 用 量 ２ ０ ｋ ／ ３ 水 泥 混 ， ６ ｇ ｍ ，
表 １ 。
表 １ 两 种 结 构 形式 比较 表
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ内 容
本计算考虑加入粉煤灰有利 因素 ， 可能出现最大温升情况 按 用钢框架和钢框～ 桁架 两种 结构 形式进行建模分析 。通过 比较 ，
建 筑 工 业 出版社 ，０ ８ ２０ ．
业 出版 社 ． ０ ６． ２０
２ 陈 陈扬 骥 ． 房屋钢 结构设 计 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国 较钢框架结构下 降近 １ ％， ６ 在经 济性 上也有很 大优 势 ；） ４ 桁架 本 ［］ 沈祖炎 ， 以一， 王 钢 Ｍ］ 北京： 中国建材工 梁具有一定优势 ； 同时该 结构形式 本身可体 现建筑 的结构关 感 ， ［ ］ 马怀忠 ， 天贤． 混凝 土组合结构 ［ ． ３ ［ ］ 肖国威 ． 合 梁钢框 架计 算 分析 ［ ］ 上 海 宝钢 工程 设计 ， ４ 组 Ｊ．
２ ０ （ ）８１ ． ０ １２ ：－０
保证板与桁架 的共 同工 作 ； 另外对 于框架 与空腹桁 架的节点 由表 １的数据可知 ：） １ 钢框一 桁架组合结构 中板 的跨 度 比钢 接 ， 要进行处理 ， 以保证二者 的刚性连接 。 框架要小 ， 因此板厚取值较 钢框架 的板厚 大为减小 ； ） ２ 板厚 的减
大体积砼浇筑附件(温度应力计算书)
宁波LNG冷能空分项目大体积混凝土浇筑体施工阶段温度应力与收缩应力的计算一、混凝土温度的计算①混凝土浇筑温度:Tj =Tc+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3+……+An)式中：Tc—混凝土拌合温度（℃），按多次测量资料，在没有冷却措施的条件下，有日照时混凝土拌合温度比当时温度高5-7 ℃，无日照时混凝土拌合温度比当时温度高2-3 ℃，我们按3 ℃计；、Tq—混凝土浇筑时的室外温度（考虑夏季最不利情况以30 ℃计）；A 1、A2、A3……An—温度损失系数，A1—混凝土装、卸，每次A=0.032(装车、出料二次)；A2—混凝土运输时，A=θt查表得6 m3滚动式搅拌车运输θ=0.0042，运输时间t约30分钟，A=0.0042×30=0.126；A3—浇捣过程中A=0.003t, 浇捣时间t约240min, A=0.003×240=0.72；T j =33+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3)=33+(30-33)×(0.032×2+0.126+0.72) =33+（-3）×0.91=30.27 ℃二、混凝土绝热温升计算T(t)=W×Q×（1-e-mt）/（C×r）式中：T(t)—在t龄期时混凝土的绝热温升（℃）；W—每m3混凝土的水泥用量（kg/m3），取420kg/m3；Q—每公斤水泥28天的累计水化热(KJ/kg), 采用425号普通硅酸盐水泥Q =375kJ/kg(建筑施工手册 P614表10-81)；C—混凝土比热0.97 KJ/(kg·K) ；r—混凝土容重2400 kg/m3；e—常数，2.71828；m—与水泥品种、浇筑时温度有关，可查建筑施工手册 P614表10-82；t—混凝土龄期（d）。
T3= W×Q×（1-e-mt）/（C×r）=420×375×（1- 2.718-0.406×3）/ (0.97×2400)=47.63（℃）T6= W×Q×（1-e-mt）/（C×r）=420×375×（1- 2.718-0.406×6）/ (0.97×2400)=60.89（℃）T9= W×Q×（1-e-mt）/（C×r）=420×375×（1- 2.718-0.406×9）/ (0.97×2400)=58.35（℃）T 12 = W ×Q ×（1-e -mt ）/（C ×r ）=420×375×（1- 2.718-0.406×12）/ (0.97×2400)=51.35（℃）混凝土最高绝热温升T h =W ×Q/（C ×r ）=340×375/(0.97×2400)=54.77（℃）计算结果如下表三、混凝土内部中心温度计算 T 1(t)=T j + Th ·ξ(t)式中：T 1(t)—t 龄期混凝土中心计算温度；T j —混凝土浇筑温度（℃）；ξ—不同浇筑块厚度的温降系数，查建筑施工手册P 614表10-83得，对2.5m 厚混凝土3天时ξ=0.65，6天时ξ=0.62，9天时ξ=0.57，12天时ξ=0.48；T 1(3)= T j +T h ×ξ(3)= 30+47.63×0.65=60.9（℃） T 1(6)= T j +T h ×ξ(6)= 30+60.89×0.62=66.55（℃） T 1(9)= T j +T h ×ξ(9)= 30+58.35×0.57=63.26（℃） T 1(12)= T j +T h ×ξ(12)= 30+51.35×0.48=54.65（℃）从混凝土温度计算得知,砼第6天左右内部温度最高，则验算第6天砼温差。
大体积混凝土温度应力实用计算方法及控制工程实例
大体积混凝土温度应力实用计算方法及控制
工程实例
大体积混凝土的温度应力主要由于混凝土内部温度梯度不均匀所
引起，温度应力大小与混凝土的水泥含量、骨料类型、孔隙结构以及
环境温度等因素有关。
计算温度应力可采用以下公式：σ=αEΔT+(1-ν)αmΔT，其中，σ为温度应力，α为混凝土的线膨胀系数，E为混凝土的弹性模量，
ν为混凝土的泊松比，αm为混凝土的平均线膨胀系数，ΔT为混凝土内部温度差。
控制大体积混凝土的温度应力，可采取以下措施：
1. 使用高性能混凝土材料，降低混凝土线膨胀系数；
2. 对混凝土的成分、配合比等进行优化设计，降低混凝土内部温度梯度；
3. 控制施工环境的温度和湿度，提高混凝土的早期强度和抗裂性能；
4. 采用降温措施，如水帘喷淋、冷却剂等，降低混凝土的温度。
实际工程中，可通过对混凝土施工过程进行监控和管控，以及采
用温度预应力技术等措施，有效控制大体积混凝土的温度应力。
例如，在某大型桥梁工程中，采用了温度预应力技术，并通过建立温度控制
模型对施工过程进行精细化监控，成功地控制了混凝土的温度应力，
确保了施工质量和结构安全。
大体积混凝土温度应力计算
大体积混凝土温度应力计算在大体积混凝土结构中，温度变化会导致混凝土产生应力，这种应力称为温度应力。
温度应力的大小取决于温度变化的程度、混凝土的热膨胀系数和约束条件等因素。
为了确保混凝土结构的安全可靠，必须对温度应力进行计算和控制。
下面将介绍大体积混凝土温度应力的计算方法。
首先，需要确定混凝土结构中的温度变化范围。
混凝土在不同环境温度下会发生热膨胀或热收缩，其热膨胀系数一般在10×10^-6/℃到15×10^-6/℃之间。
根据混凝土的温度膨胀系数和温度变化范围，可以计算出混凝土结构的温度变化引起的应变。
其次，需要确定混凝土结构中约束条件的情况。
混凝土结构可以通过外部约束或内部约束来限制其热膨胀或热收缩。
外部约束可以通过支座或混凝土外部的钢筋约束进行，而内部约束则是指混凝土内部的钢筋约束。
约束条件的类型会影响混凝土结构中温度应力的传递和分布。
根据上述参数，可以使用以下公式计算温度应力：σ=α×ΔT×E其中，σ表示温度应力，α表示混凝土的热膨胀系数，ΔT表示温度变化引起的温度差，E表示混凝土的弹性模量。
此公式是基于线弹性理论，适用于小应变和小变形的情况。
在大体积混凝土结构中，温度应力的分布是非均匀的。
在一般情况下，温度应力在混凝土结构的表面会较大，而在内部会较小。
因此，为了确保结构的安全，需要进行应力分析，并采取相应的措施，如设置伸缩缝、防止温度差异过大等。
除了考虑温度应力，还需要综合考虑其他应力源，如自重应力、施工载荷应力、外部荷载应力等，以确保混凝土结构的稳定性和安全性。
总之，大体积混凝土温度应力的计算是结构设计中的重要一环。
通过合理的温度应力计算和控制，可以确保混凝土结构的安全、可靠和耐久性。
大体积混凝土应力计算
大体积混凝土应力计算在建筑工程中，大体积混凝土的应用十分广泛，如大坝、大型基础、大型桥梁墩台等。
然而，由于大体积混凝土结构的尺寸较大，水泥水化热释放集中，内部温度升高较快，与外部环境形成较大温差，从而产生较大的温度应力。
如果温度应力超过混凝土的抗拉强度，就会导致混凝土开裂，影响结构的安全性和耐久性。
因此，准确计算大体积混凝土的应力对于保证工程质量至关重要。
大体积混凝土应力的产生主要源于两个方面：一是由外荷载引起的应力，二是由温度变化、收缩等非荷载因素引起的应力。
外荷载引起的应力计算相对较为简单，通常可以根据结构力学的方法进行计算。
而温度应力和收缩应力的计算则较为复杂，需要考虑混凝土的热学性能、力学性能以及施工过程等多种因素。
在计算温度应力时，首先需要确定混凝土的温度场。
混凝土在浇筑后的水化过程中会释放出大量的热量，导致内部温度升高。
热量的传递主要通过热传导、热对流和热辐射三种方式进行。
通过建立热传导方程，并结合边界条件和初始条件，可以求解出混凝土内部的温度分布。
常用的方法有有限元法、有限差分法等。
确定了温度场后，就可以计算温度应力。
温度应力的计算通常基于热弹性理论。
混凝土在温度变化时会产生膨胀或收缩，如果这种变形受到约束，就会产生应力。
温度应力的大小与混凝土的线膨胀系数、弹性模量、温度变化量以及约束程度等因素有关。
在实际计算中，通常将混凝土结构简化为一维、二维或三维模型，并采用相应的计算公式进行计算。
收缩应力的计算与温度应力类似，也需要考虑混凝土的收缩特性和约束条件。
混凝土的收缩主要包括干燥收缩、自收缩和碳化收缩等。
收缩的大小与混凝土的配合比、养护条件、环境湿度等因素有关。
在计算收缩应力时，通常将收缩等效为温度降低引起的变形，然后按照温度应力的计算方法进行计算。
除了温度应力和收缩应力外，混凝土还会受到徐变的影响。
徐变是指混凝土在长期荷载作用下，应变随时间增长的现象。
徐变会使混凝土的应力得到部分松弛，从而降低温度应力和收缩应力的不利影响。
大体积混凝土温度应力计算
计算结果分析
温度应力分布情况 应力与应变关系 裂缝产生原因及分布规律 计算结果与实际监测数据的对比分析
结论与建议
结论：大体积混凝土温度应力计算案例 分析表明，温度应力对混凝土结构的影 响较大，需要采取有效的措施进行控制。
建议：在设计和施工过程中，应充分考 虑温度应力的影响，采取适当的构造措 施和施工方法，以减少温度应力对混凝 土结构的影响。
求解温度场：通过有限元法或有限差分法等数值计算方法，求解大体积混凝土的温度场。
计算应力应变：根据温度场计算结果，结合弹性力学理论，计算大体积混凝土的应力应 变。
建立数学模型
确定温度场和应力场的基本方程
建立温度应力和收缩应力的计算公 式
添加标题
添加标题
确定边界条件和初始条件
添加标题
添加标题
考虑混凝土的弹塑性本构关系
Part Five
大体积混凝土温度 应力计算案例分析
工程概况
工程名称：大体积混凝土温度应力计算案例分析 建设地点：某市 建设规模：建筑面积约为XX平方米 建设单位：某建筑公司
计算模型建立
确定计算模型：根据实际情况选择合适的计算模型，如有限元法、有限差分法等。 建立温度场：根据混凝土的物理性质和边界条件，建立温度场方程。 确定初始条件和边界条件：根据实际情况确定初始温度和边界温度。 求解温度场：采用合适的数值方法求解温度场方程，得到各点的温度分布。
确定材料参数
混凝土的弹性模量 混凝土的热膨胀系数 混凝土的导热系数 混凝土的密度
求解方程
建立数学模型
求解温度场方 程
确定边界条件 和初始条件
计算温度应力
结果分析
计算结果：根据计算公式和参数，得出大体积混凝土温度应力计算结果 结果分析：分析计算结果，确定大体积混凝土的温度应力分布和变化规律 影响因素：分析各因素对大体积混凝土温度应力的影响程度和作用机制 优化建议：根据计算结果和分析，提出优化大体积混凝土温度应力的建议和措施
大体积砼温度和温度应力计算控制
华能即墨丰城风电场一期风电项目风机基础承台大体积砼温度和温度应力计算控制根据GB50164-92《砼质量控制标准》和JGJ55-2000《普通砼配合比设计规程》中有关大体积砼的定义，针对本标准的适用范围是工业与民用建筑用普通砼，大体积砼一般指的是：砼结构物实体最小边尺寸在1m以上，或预计会因水泥水化热引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。
华能即墨丰城风电场一期风电项目风机基础承台采用大小两个圆柱体加一个锥形台，基础底面积为8.5*8.5*3.14=226.865m2，承台下部圆柱体及锥形台的平均厚度为1600mm，砼设计标号为C40。
属于大体积砼，根据以上标准要求，在大体积砼施工前，必须进行温度和温度应力的计算并予先采取相应的技术措施控制温度差值，控制裂缝的开展，做到心中有数，科学指导施工，确保大体积的施工质量。
一、温度计算在砼施工前一个月，我方与即墨市康力商砼有限公司进行C40配合比设计委托，在委托时考虑承台基础底面积大，厚度较厚，在施工时必须对砼原材料采取一些降温措施，首先选用P42.5级普通硅酸盐水泥，由于砼浇筑量达到383.8m3，采用泵送砼施工技术，砼坍落度控制在150±30mm，在砼中添加济南泓森建材厂生产的JS-11防冻早强剂，剂量控制在10.5kg/m3，搅拌用水的平均水温估计在20℃左右，砂石料平均温度估计在30℃左右，由于本期风电项目风机基础承台施工在6月到7月之间进行，搅拌站棚内平均温度为30℃。
根据以往砂石含水率记录中砂含水率为4%，碎石含水率忽略不计，青岛北苑砼有限公司提供的本工程所用大体积砼施工C40配合比，立方米各项原材料用量及预控材料温度估算如下：P.0 42.5R普硅水泥 385Kg 30℃中砂 747Kg 30℃含水率4%碎石 984Kg 30℃水 175Kg 20℃Ⅱ级粉煤灰 98Kg 30℃矿渣粉 42Kg 30℃JS-11外加剂 10.5Kg 30℃1、砼拌合物的温度T0=[0.9（MceTce+MsaTsa+MgTg）+4.2Tw（Mw-WsaMsa-WgMg）+C1（WsaMsaTsa+WgMgTg）-C2（WsaMsa+WgMg）]÷[4.2Mw+0.9（Mce+Msa+Mg）]式中 To——砼拌合物的温度（℃）；Mw、Mce、Msa、Mg——水、水泥、砂、石的用量（Kg）；Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度（℃）；Wsa、Wg——砂、石的含水率（%）；C1、C2——水的比热容（KJ/Kg.k）及溶解热（KJ/Kg）。
大体积混凝土温度计算
大体积混凝土温度计算在建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛，如大型基础、大坝、桥墩等。
然而，由于大体积混凝土结构的尺寸较大，水泥水化热在混凝土内部积聚不易散发，容易导致混凝土内部温度升高，从而产生较大的温度应力。
如果温度应力超过混凝土的抗拉强度，就会引起混凝土裂缝，影响结构的安全性和耐久性。
因此，准确计算大体积混凝土的温度变化，对于控制混凝土裂缝的产生具有重要意义。
一、大体积混凝土温度组成大体积混凝土在浇筑后的温度变化主要由以下几个部分组成：1、浇筑温度浇筑温度是指混凝土浇筑时的初始温度，它取决于混凝土原材料的温度、搅拌过程中的温度升高以及运输和浇筑过程中的温度损失。
2、水泥水化热温升水泥在水化过程中会释放出大量的热量，这是导致混凝土内部温度升高的主要原因。
水泥水化热温升的大小与水泥品种、用量、混凝土配合比以及浇筑后的时间等因素有关。
3、混凝土的散热混凝土在浇筑后会向周围环境散热，散热的速度取决于混凝土的表面系数（表面积与体积之比）、环境温度、风速等因素。
二、大体积混凝土温度计算方法1、经验公式法经验公式法是根据大量的工程实践数据总结出来的一些简化计算公式。
常见的经验公式有绝热温升公式、表面散热系数公式等。
这些公式虽然简单易用，但由于其是基于经验数据得出的，对于一些特殊情况可能会存在较大的误差。
2、有限元法有限元法是一种数值计算方法，它将大体积混凝土结构离散为若干个单元，通过建立热传导方程，求解混凝土内部各点在不同时刻的温度分布。
有限元法可以考虑混凝土结构的复杂形状、边界条件以及材料的非均匀性等因素，计算结果较为准确，但计算过程较为复杂，需要专业的软件和一定的计算能力。
三、大体积混凝土温度计算的影响因素1、混凝土配合比混凝土中水泥用量、水灰比、骨料种类和级配等配合比参数会影响水泥水化热的产生和混凝土的导热性能，从而对温度变化产生影响。
2、浇筑工艺浇筑的分层厚度、浇筑速度、振捣方式等浇筑工艺参数会影响混凝土的散热和内部温度分布。
大体积混凝土温度应力和收缩应力的分析
大体积混凝土温度应力和收缩应力的分析在大体积混凝土浇筑前，根据施工拟采取的防裂措施和已知施工条件，先通过计算估计可能产生的最大温度收缩应力，如不超过混凝土的抗拉强度，则表示所采取的施工措施能有效的控制和预防裂缝的出现。
现结合本工程实际情况，对塔楼部位底板厚度2.2m ，C45P8混凝土进行表面与内部温差、裂缝控制的计算。
1、混凝土的绝热温升值()c h m K F QT c ρ+⋅=⋅根据混凝土搅拌站资料掺外加剂和掺合料的C45、P8配合比如下：主审批的意见确定实际配合比和各原材料产地、品牌。
） 式中：h T -混凝土最大绝热温升（℃）；c m -混凝土中水泥用量（3kg m ）；F —混凝土活性掺和料用量（3kg m ）；K —掺和料折减系数。
粉煤灰取0.25～0.3；取0.3；Q —每千克水泥水化热量（kJ/kg ），42.5#普通水泥取375kJ/kg ； c —混凝土的比热，一般由0.92～1.00，取0.97（kJ/kg •K ）； ρ—混凝土的质量密度，取2400kg/m 3 C45混凝土计算值：()03950.34037565.60.972400h T C+⨯⨯==⨯2、混凝土中心温度计算混凝土块体的实际温升,受到混凝土块体厚度变化的影响,因此与绝热温升有一定的差异。
水化热温升与混凝土块体厚度有关的系数ξ值参见下表。
混凝土中心计算温度：1()()t j h t T T T ξ=+⋅ t h T T ξ=⋅式中: T 1(t)—t 龄期混凝土中心计算温度（℃）T j —混凝土浇筑温度,取15℃ T t —混凝土不同龄期的绝热温升 Tmax —混凝土最高绝热温升ξ—不同龄期水化热温升与混凝土厚度有关值不同龄期水化热温升与混凝土厚度有关系数ξ值：不同龄期的绝热温升t h （℃）：1()max t j t T T T T ==+式中：T max —不同龄期混凝土中心最高温度；T j —混凝土浇筑温度，根据资料取15℃； T t —不同龄混凝土温升。
大体积混凝土温度应力计算
0.17 0.19 0.38 0.57 0.63 0.72
0.05 0.03 0.01 0.07 0.04 0.03 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04 0.38 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15 0.45 0.36 0.30 0.25 0.21 0.19 0.55 0.46 0.37 0.30 0.25 0.24
仅由不易透风材料组成(如油布、帆 布、棉麻毡、胶合板)
K1 值—一般刮风情况(风速小于4m/s ) K 2 值—刮大风情况。
注：
(2) 如采用蓄水养护，蓄水养护深度。
式中：
xM (Tmax − T2 ) K b λw hw = 700T j + 0.28mc Q
(3-5)
hw——养护水深度(m)；
(3-16)
式中：
∆Ti ——i区段结构计算温度(℃)；
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(℃)
6) 各区段拉应力
式中：
1 σ i =iα∆Ti Si 1 − E ch ( βi L / 2)
0.368
0.352
0.339
0.327
βi ——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。 到指定龄期混凝土内最大应力
σ max
n 1 = ∑σ i (1 − ν ) i =1
(3-18)
7) 安全系数
K=
ft
大体积混凝土应力计算
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算在混凝土浇筑时，除按上述公式计算混凝土的各种温度外，还应对混凝土裂缝进行计算。
在浇筑前、浇筑中、浇筑后均应及时进行计算，控制混凝土裂缝的出现。
混凝土裂缝计算采用中国建筑设计研究院研制的PKPM 计算软件。
a.混凝土浇筑前裂缝控制计算⑴计算原理(依据《建筑施工计算手册》): 大体积混凝土贯穿性或深进的裂缝，主要是由于平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成的。
混凝土因外约束引起的温度（包括收缩）应力（二维时），一般用约束系数法来计算约束应力，按以下简化公式计算：式中：σ--混凝土的温度(包括收缩)应力(N/mm2)； E(t)--混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2)，一般取平均α--混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5；△T--混凝土的最大综合温差(℃)绝对值，如为降温取负值；当大体积混凝土基础长期裸露在室外，且未回填土时，△T 值按混凝土水化热最高温升值(包括浇筑入模温度)与当月平均最低温度之差进行计算；计算结果为负值，则表示降温； T0--混凝土的浇筑入模温度(℃)； T(t)--浇筑完一段时间t，混凝土的绝热温升值(℃)； Ty(t)--混凝土收缩当量温差(℃)； Th--混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度，一般根据历年气象资料取当年平均气温(℃)；S(t)--考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3～0.5； R--混凝土的1/ 6外约束系数，当为岩石地基时，R=1；当为可滑动垫层时，R=0，一般土地基取0.25～0.50；νc--混凝土的泊松比。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ⑵计算: 取S(t)=0.19，R＝0.50，γ=0.15；①混凝土3d的弹性模量由式：计算得:E(3)=0.60×104②最大综合温差△T=11.66℃ ③基础混凝土最大降温收缩应力，由式：计算得: ④不同龄期的抗拉强度由式:σ=0.08N/mm2计算得: ⑤抗裂缝安全度: K=0.94/0.08=11.75>1.15 b.混凝土浇筑后裂缝控制计算ft(3)=0.94N/mm2 故满足抗裂条件。
大体积混凝土温度和温度应力计算
大体积混凝土温度和温度应力计算在大体积混凝土施工前，必须进行温度和温度应力的计算，并预先采取相应的技术措施控制温度差值，控制裂缝的开展，做到心中有数，科学指导施工，确保大体积混凝土的施工质量。
（一）温度计算搅拌站提供的混凝土每立方米各项原材料用量及温度如下：水泥：367kg，11℃；砂子：730kg，13℃，含水率为3%；石子：1083kg，9℃，含水率为2%；水：195kg，9℃；粉煤灰：35kg，11℃；外加剂：27kg，11℃。
混凝土拌合物的温度：T0＝[0.9(mceTce＋msaTsa＋mgTg)+4.2Tw(mw－ωsamsa－ωgmg)＋c1(ωsamsa＋Tsa＋wgmgTg)－c2(wsamsa＋wgmg)]÷［4.2mw ＋0.9(mce＋msa＋mg)］式中T0——混凝土拌合物的温度(℃)；mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量(kg)；Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度(℃)；wsa、wg——砂、石的含水率(%)；c1、c2——水的比热容(kJ/kg·K)及溶解热(kJ／kg)。
当骨料温度＞0℃时，C1=4.2，C2=0；≤0℃时，c1=2.1，c2=335。
为计算简便，粉煤灰和外加剂的重量均计算在水泥的重量内。
T0＝[0.9(429×11＋730×13＋1083×9)＋4.2×9(195－3%×730－2%×1083)＋4.2(3%×730×13＋2%×1083×9)－0]÷[4.2×195＋0.9(429＋730＋1083)]=10.3℃。
混凝土拌合物的出机温度：T1=T0－0.16(T0－Ti)式中T1——混凝土拌合物的出机温度(℃)；Ti——搅拌棚内温度(℃)。
T1=10.3－0.16(10.3－14)＝10.9℃3.混凝土拌合物浇筑完成对的温度T2＝T1－(att＋0.032n)(T1－Ta)式中T2——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度(℃)；a——温度损失系数(h-1)；tt——混凝土自运输至浇筑完成时的时间(h)；n——混凝土转运次数；Ta——运输时的环境气温(℃)。
大体积混凝土温控计算 详细
1娄山河特大桥20#2=其中W-480.00Q-334Q 0-p.o42.5375k-0.89k1-0.94k2-0.95c-0.96ρ-25003其中m-0.34e- 2.718t-常数混凝土龄期(天)算结每公斤水泥水化热(kJ/kg)(普通硅酸盐水泥)掺合料水化热调整系数，k=k1+k2-1粉煤灰掺量水化热调整系数矿粉掺量水化热调整系数混凝土的比热(J/kg*K)混凝土的密度(kg/m3)各龄期混凝土的绝热温升T(t)(℃)T(t)=W×Q/(c×ρ)×(1-e -mt )经验系数(随水泥品种、比表面及浇筑温度而异),，取混凝土的最终绝热温升Tmax(℃)Tmax=W×Q/(c×ρ)每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg/m3)每公斤胶凝材料总水化热量(kJ/kg)，=kQ 0计算参数设定4厚度h=2.5m其中ξ-算Tn(t)=Tj+T(t)×ξ不同龄期和浇筑厚度的降温系数，查表各龄期混凝土内部最高温度Tn(t) (℃)5其中Tq-15H- 3.684h'-0.592λ- 2.33βu-查表得76.6δi -空气0.66其中εy 0-0.0004Tb(t)=Tq+4h'(H-h')×△Tl(t)/H 2不同龄期的大气平均温度(℃)混凝土导热系数(W/m 2*K)固定在空气中放热系数(W/m 2*K)，设风速4.0m/s,光滑表面各种保温材料的厚度(m)2混凝土收缩变形不同条件影响修正系数M i各龄期混凝土收缩相对变形值εy(t)εy (t)=εy 0×(1-e -0.01t )×M1×M2×M3…M11混凝土在标准状态下的最终(极限)收缩值混凝土的计算厚度(m),H=h+2h'=混凝土的虚厚度(m),h'=λ*(∑δi/λi+1/βu)=各龄期混凝土表面温度Tb(t)(℃)M1-水泥品种M1取值 1.00M2-水泥细度M2取值 1.35M3-水胶比M3取值 1.00M4-胶浆量M4取值 1.20M5-养护时间M5取值0.93M6-环境相对湿度M6取值0.77M7-水力半径倒数M7取值 1.20M8-配筋率M8取值 1.00M9-减水剂M9取值 1.30M10-粉煤灰掺量M10取值0.87M11-矿粉掺量M11取值1.00= 1.5747其中α-0.00001各龄期混凝土的当量温差Ty(t)(℃)Ty(t)=εy(t)/α混凝土的线膨胀系数70%0.0095有22.86%14.29%则， M1×M2×M3…M11普通硅酸盐水泥5000孔0.280.19自然养护，28天0.48C50其中E0-34500β- 1.010β1-查表0.99β2-1.029其中Th-15.010各龄期混凝土的温度(包括收缩)应力σ(t) (N/mm2)混凝土的综合温度差△T(t)(℃)△T(t)=△T1(t)-Th混凝土浇筑后达到稳定时的温度(℃)混凝土的最终(28d)弹性模量(N/mm2)掺合料修正系数，β=β1*β2=粉煤灰掺量修正系数，矿粉掺量修正系数，各龄期混凝土的弹性模量E(t)(N/mm2)E(t)=βE0(1-e-0.09t)果其中S(t)-R-0.5μ-0.1511计算结论C50混凝土=2.64N/mm 212其中Tn-大体积混凝土浇筑后裂缝控制的施工计算各龄期混凝土实际水化热最高温升值Td(t)(℃)Td(t)=Tn(t)-T 0各龄期混凝土温度值28d 混凝土抗拉强度Ft根据计算结果分析可知，由于降温和收缩产生的温度应力小于混凝土的抗拉强度，可采取一次性浇筑混凝土底板，不会产生贯穿性有害裂缝。
大体积混凝土热工计算书
大体积混凝土热工计算书大体积混凝土是指体积较大，一般厚度大于3米，体积大于1000立方米的混凝土结构。
大体积混凝土在工程中应用广泛，如桥梁基础、高层建筑基础等。
大体积混凝土与其他混凝土相比，具有结构厚、体积大、钢筋密集等特点，因此其施工过程中的热工计算尤为重要。
本计算书将根据相关规范和理论，对大体积混凝土施工过程中的热工问题进行计算和分析。
《混凝土结构工程施工规范》（GB-2011）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB-2013）《民用建筑热工设计规范》（GB-2016）混凝土材料：采用C30混凝土，密度为2400kg/m³，比热容为92kJ/(kg·℃)，导热系数为33W/(m·℃)。
钢筋材料：采用HRB400钢筋，密度为7850kg/m³，比热容为5kJ/(kg·℃)，导热系数为80W/(m·℃)。
施工环境：考虑混凝土浇筑时的温度为25℃，环境温度为20℃。
体积表面系数计算：根据混凝土立方体尺寸，计算立方体表面积与体积之比，即体积表面系数。
混凝土内部温度计算：根据混凝土材料比热容和导热系数，结合环境温度和浇筑温度，计算混凝土内部温度。
表面温度计算：根据混凝土表面与环境之间的热交换，计算表面温度。
温度应力计算：根据混凝土内部温度和表面温度之差，计算温度应力。
体积表面系数计算结果：根据计算，该大体积混凝土的体积表面系数为85。
该系数较大，说明混凝土表面积较大，散热较快。
因此，在施工过程中应采取相应的措施，如通水冷却、表面保温等，以控制混凝土内部温度。
混凝土内部温度计算结果：根据计算，该大体积混凝土的内部温度最高可达35℃。
由于大体积混凝土厚度较大，热量传递至表面需要一定时间，因此内部温度较高。
在施工过程中应采取相应的措施，如分层浇筑、控制水泥用量等，以降低内部温度。
表面温度计算结果：根据计算，该大体积混凝土的表面温度为24℃。
由于大体积混凝土表面积较大，与环境之间的热交换较为明显。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大体积混凝土温度应力计算
1. 大体积混凝土温度计算
1）最大绝热温升值（二式取其一）
ρ**)*(c Q F K m T c h += （3-1）
)1(**)mt c t h e c Q
m T --=ρ
（ （3-2）
式中：
T h ——混凝土最大绝热温升（℃）；
M c ——混凝土中水泥用量（kg/m 3
）； F ——混凝土中活性掺合料用量（kg/m 3）； C ——混凝土比热，取0.97kJ/(kg ·K ）； ρ——混凝土密度，取2400（kg/m 3）； 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
根据公式（3-2），配合比取硅酸盐水泥360kg 计算：
T h （3）=33.21 T h （7）=51.02 T h （28）=57.99
2）混凝土中心计算温度
）
（）（）（t t h j t 1*ξT T T += （3-3） 式中：
T j ——混凝土浇筑温度（℃）；
T 1（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；
根据公式（3-3），T j 取25℃，ξ（t ）取浇筑层厚1.5m 龄期3天6天27天计算，
T 1（3）=41.32 T 1（7）=48.47 T 1（28）=27.90
3）混凝土表层（表面下50~100mm 处）温度 （1）保温材料厚度
）
（）
（2max q 2x b
--h 5.0T T T T K λλδ= （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)]； T 2——混凝土表面温度（℃）； T q ——施工期大气平均温度（℃）；
λ——混凝土导热系数，取2.33W/(m ·K)； T max ——计算的混凝土最高温度（℃）；
计算时可取T 2-T q =15~20℃，T max -T 2=20~25℃； K b ——传热系数修正值，取1.3~2.0，查表3-5。
1K 2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
（2）混凝土表面模板及保温层的传热系数
q
i i 11
βλδβ+∑
=
（3-6）
式中：
β——混凝土表面模板及保护层等的传热系数[W/(m 2·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/(m 2
·K)]。
根据公式（3-6），δi 取0.015，λi 取0.04，计算 β=2.39
（3）混凝土虚厚度
β
λ
k h =
' （3-7）
式中：
h`——混凝土的虚厚度（m ）； k ——折减系数，取2/3；
λ——混凝土导热系数，取2.33[W/(m 2·K)]；
根据公式（3-7），β取2.39，计算 h`=0.65
（4）混凝土的计算厚度
h 2h H '+= （3-8）
式中：
H ——混凝土计算厚度（m ）； h ——混凝土实际厚度（m ）；
根据公式（3-8），h`取0.65，计算 H=2.8
（5）混凝土表面温度
2
)(1q t 2]
)[-h 4H T T h H T T q t -''+
=（）（ （3-9）
式中：
T 2（t ）——混凝土表面温度（℃）； T q ——施工期大气平均温度（℃）； h`——混凝土的虚厚度（m ）； H ——混凝土计算厚度（m ）； T 1（t ）——混凝土中心温度（℃）；
根据公式（3-9），T q 取20℃，h`取0.65，H 取2.8，T 1（3）=41.32，T 1（7）=48.47，T 1（28）=27.90，计算 T 2（3）=35.20 T 2（7）=40.30 T 2（28）=25.63
4）混凝土内平均温度
2
t 2t 1t m ）
（）（）（T T T += （3-10）
根据公式（3-10），T 1（3）=41.32，T 1（7）=48.47，T 1（28）=27.90，T 2（3）=35.20，T 2（7）=40.30，T 2（28）=25.63 T m （3）=38.26 T m （7）=44.39 T m （28）=26.77
2. 大体积混凝土温度应力计算 1）地基约束系数
（1）单纯地基阻力系数C x1（N/mm 3），查表3-6
3）（）（t
09.0-0
t e -1E E = （3-12） 式中：
E （t ）——t 龄期混凝土弹性模量（N/mm 2）；
E 0——28d 混凝土弹性模量，取3.25*104 （N/mm 2）； e ——常数，取2.718； t ——龄期（d ）；
根据公式（3-12），计算 E （3）=7689.47 E （7）=15189.64 E （28）=29884.38
3）地基约束系数
）
（）（）
（t 2x 1x t *h E C C +=
β （3-13）
式中：
β（t ）——t 龄期地基约束系数（mm -1）；
h ——混凝土实际厚度（mm ）； C x1——单纯地基阻力系数（N/mm 2）； C x2——桩的阻力系数（N/mm 2）；
E （t ）——t 龄期混凝土弹性模量（N/mm 2）；
根据公式（3-13），C x1取10000计算 β（3）=0.009311 β（7）=0.006625 β（28）=0.004723
4）混凝土干缩率和收缩当量温差 混凝土干缩率
11e 1(21t 01.0-0
t (M M M Y Y ⋯-=））εε （3-14）
式中：
εY(t ）——t 龄期混凝土干缩率；
εY 0——标准状态下混凝土极限收缩至，取3.24*10-4； M 1、M 2…M 11——各修正系数，查表3-7。
根据公式（3-14），计算
εY(3）=1.49*10-5
，εY(7）=3.42*10-5
，εY(28）=12.34*10
-5
凝土的截面积(mm2)；3 粉煤灰(矿渣粉)掺量——指粉煤灰(矿渣粉)掺合料重量占胶凝材料总重的百分数。
收缩当量温差
α
ε)
(t t Y Y T =
）（ （3-15）
式中：
T Y （t ）——t 龄期混凝土收缩当量温差（℃）； α——混凝土线性膨胀系数，1*10-5（1/℃）；
根据公式（3-15），计算
T Y(3）=1.49，T Y(7）=3.42，T Y(28）=12.34
结构计算温差
）（）
（）（）（i 1i 1i m i m i --Y Y T T T T T +++=∆ （3-16） 式中：
△T i ——i 区段结构计算温度（℃）； T m （i ）——i 区段平均温度起始值（℃）； T m （i+1）——i 区段平均温度终止值（℃）； T Y （i+1）——i 区段收缩当量温差终止值（℃）； T Y （i ）——i 区段收缩当量温差起始值（℃）；
根据公式（3-16），计算 △T 0-3=-11.77℃ △T 3-7=-4.2℃ △T 7-28=26.54℃
5）各区段拉应力
])
2/ch 11[i i i i L S T E βασ（-
∆= （3-17）
式中：
σi ——i 区段混凝土内拉应力（N/mm 2）；
）区段内平均弹性模量（——2i /i mm N E ； ；数，查表区段内平均应力松弛系——8-3i i S
；区段平均地基约束系数——i i β
L ——混凝土最大尺寸（mm ）； ch ——双曲余弦函数。
表3-8 松弛系数S （t ）
根据公式（3-17），只计算拉应力，即只计算σ3 σ3=0.34N/mm 2
到指定龄期混凝土内最大应力
∑==
n
1
i i
m ax -11
σ
νσ）
（ （3-18）
式中：
ν——泊桑比，取0.15；
根据公式（3-18），计算
4
.034.0*.150-11
max ==
）
（σN/mm 2
6）安全系数
m ax t
f σ=
K （3-19）
式中：
K ——大体积混凝土抗裂安全系数，应≥1.15；
f t ——到指定龄期混凝土抗拉强度设计值,取1.1（N/mm 2）；
根据公式（3-19），计算 K=1.1/0.4=2.75>1.15
满足抗裂条件，故知不会出现裂缝。