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1、混凝土裂缝控制的施工计算参考资料:建筑施工计算手册江正荣编著 2001年7月第一版混凝土结构工程施工及验收规范GB 50204-92施工计算部分1已知条件:1.1混凝土采用C30;此部分采用商品混凝土,根据上年亚泰商品混凝土配合比(C30):水泥:砂:石:水1:1.89:3.37:0.40,水泥用量360kgm3,砂子用量682 kgm3,石子用量1213 kgm3,水用量145kgm3,掺高效减水剂,坍落度15cm;混凝土密度=2400/m31.2水泥品种:P.O42.5;骨料中砂、石含水率均为1.5%。1.3预计混凝土施工时室外环境温度10;砂温度11,石温度10,水泥温度25,水温度10
2、。1.4振捣方法:机械振捣1.5养生时相对湿度80%;(措施为打完混凝土后,覆盖塑料布,既不浇水,又不让原有水分跑出)2计算2.1砼拌和物温度计算T0=0.22(TSMS+TgMg+TcMc)+TwMw+TsMs+TgMg0.22(MS+Mg+Mc)+Mw+Ws+Wg=0.22(11682+101213+25360)+(10117+116821.5%+1012131.5%)0.22 (360+682+1213)+(145-6821.5%-12131.5%)+6821.5%+12131.5%=12.5式中:T0砼拌和物温度()mw水用量()mce水泥用量()msa砂子用量()mg石子用量()Tw
3、水的温度()Tce水泥的温度()Tsa砂子的温度()Tg石子的温度()wsa砂子的含水率(%)wg石子的含水率(%)c1水的比热容(kJ/K)c2冰的溶解热(kJ/)当骨料温度大于0时,c1=4.2,c2=0;当骨料温度小于0时,c1=2.1,c2=335;2.2混凝土的浇筑温度计算:TP=T0+(Ta-T0)(1+2)=12.5+(10-12.5)0.104=12.24取12式中:TP混凝土的浇筑温度()T0混凝土的拌和温度()Ta混凝土运输和浇筑时的室外气温()1、2、3温度损失系数,按以下规定取用:、 装料、运转、卸料1=0.0323=0.096、 搅拌运输车运输2=0.004210=0
4、.042、 平仓振捣时间计30min,3=300.003=0.091+2+3=0.096+0.042+0.09=0.1042.3计算混凝土绝热升温值 :绝热状态下混凝土的水化热绝热升温值为: ; 上式中: 浇完一段时间t,混凝土的绝热升温值; 混凝土的最大水化热绝热升温值,即最终升温值; 每立方米混凝土水泥用量,取360kg/m3; 每千克水泥水化热量(表11-8)求得;普通水泥取Q=461J/; 混凝土比热在0.841.05 之间,一般取 混凝土质量密度:取2400 kg/m3;e常数,e =2.718 与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数,由表119查得,一般取m=0.20.4;查表
5、11-19得(m=0.406) 可查表11-10。(P654) =0.272(1天) =0.615(3天) =0.829(7天) = =72.03 2.4混凝土收缩变形值。 (P656)(P458公式5-184) :非标准状态下混凝土任意龄期(d)的收缩变形值; :标准状态下的最终收缩值(即极限收缩值),取3.24104;(P458第4行)b:经验系数,取0.01;M1:水泥品种修正系数,普通水泥取1.0;(P657)(M1M10见P458表5-55)M2:水泥细度修正系数:普通水泥取3000;取1.35M3:骨料品种修正系数:吉林地区为砾砂,取1.0;M4:水灰比修正系数:水灰比为0.40;
6、查表11-13取1.0; M5:水泥浆量修正系数:估算一般为(水全部重量+水泥全部重量+砂子重量的30%)混凝土重量。每立方C30混凝土,水145kg,水泥360kg,砂子(30)68230%=204.6kg,混凝土重2400kg。水泥浆量:(145+360+68230%)240029.5%,查表取M5=1.45;偏大,偏于安全。M6:养护条件修正系数:一天取1.11;三天取1.09;七天取1.0。 M7:环境相对湿度修正系数,按80%计算;取0.7; M8:构件尺寸修正系数:水力半径的倒数( ),为构件的截面周长(L)除以截面积(A);基础长22.25m,宽12.8m; 则周长为(38.7+
7、15)2=107.4m;面积为38.715=580.5 m2; 水力半径的倒数 ,查表取最大值1.0。 M9:振捣方法修正系数:机械振捣,取1.0; M10:配筋率修正系数:钢筋的弹性模量钢筋的截面积(混凝土的弹性模量混凝土的截面积) 图纸给定,钢筋22150 (上层钢筋);22150 (下层钢筋)计算单元取1002000截面。 钢筋弹性模量为2.1105N/mm2; 钢筋(4根)的截面积为1520mm2; 混凝土弹性模量为2.80104N/mm2; 混凝土的截面积为1002000=200000mm2; 则配筋率=查表M10取0.87 2.5混凝土收缩当量温差 :各龄期(d)混凝土收缩当量温差
8、(),负号表示降温; :各龄期混凝土收缩变形值,数值见2.4条款的计算结果。 :混凝土的线膨胀系数,取1.010-5; 2.6混凝土弹性模量:混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2) :混凝土最终弹性模量(N/mm2),可近似取28d的弹性模量,也可按(施工计算手册P659表11-14)取 =2.80104 N/mm2; 2.7计算混凝土的最大综合温度差(施工计算手册P663公式11-33) :混凝土的最大综合温度差; T0:混凝土入模温度,由2.2条计算,为12 :混凝土水化热绝热温升值,取2.3条款的计算结果为19.6(1天)、44.3(3天)、59.7(7天); :混凝土收缩当量温
9、差,取2.5条款的计算结果为-0.43(1天);-1.26(3天);-2.7(7天); :年平均温度,吉林地区为Th=10(估计) 温差超过规范规定的25时,建议采用塑料薄膜覆盖,上铺草垫子,其上覆盖彩条布,使混凝土内外温差小于25。严禁浇水使表面降温,加大混凝土内外部温差!2.8混凝土的温度收缩应力(P663 公式11-32):混凝土的温度收缩应力; :混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2),取2.6条款计算结果:0.23104 N/2(1天);0.672104 N/2(3天);1.32104 N/2(7天); :混凝土线膨胀系数,1.010-5 :混凝土的最大综合温度差,取2.7条
10、款的计算结果:14.6(1天);30.3(3天);39.1 (7天); :混凝土的泊松比,取0.15 S(t):混凝土徐变影响的松弛系数(表11-17):0.06(1天);0.186(3天);0.21(7天); R:混凝土外约束系数R=1(桩基础);R=0.3(一般土)本工程取0.8。 ft:混凝土的抗拉强度设计值ft=1.1 N/2; 混凝土在第七天的降温收缩应力为:f =1.1 N/2 满足要求ft =1.1 N/2 满足要求ft=1.1 N/2 满足要求2.9保温厚度计算:混凝土表面保温材料所需厚度可按公式i=0.5hi(Tb-Ta)K(Tmax- Tb)式中i:保温材料所需厚度;h:结
11、构厚度(m);i:保温材料的导热系数(W/m.k),可按表11-19取用;:混凝土导热系数,取2.3 W/m.k;Tmax:混凝土中心最高温度();假设62Tb:混凝土表面温度();Ta:混凝土浇筑后3-5天空气平均温度();0.5:指中心温度向边界散热的距离,为结构厚度的一半;K:传热系数的修正值,即透风系数。对易于透风的保温材料组成的取2.6或3.0;对不易透风的保温材料组成取1.3或1.5;对混凝土表面用一层不易透风材料,上面再用容易透风的保温材料组成,取2.0或2.3。因混凝土内外温差不应超过25,否则容易出现裂缝,所以混凝土的表面温度应控制在62-25=37保温做法:先覆盖一层塑料布+草帘子+一层彩条布草帘子厚度:i=0.5hi(Tb-Ta)K(Tmax- Tb) =0.52.40.14(37-10)2.32.3(62-35.9)=0.17m.取170mm。