大體積混凝土施工技術(shù)

1、大體積混凝土施工技術(shù)大體積混凝土施工技術(shù)大體積混凝土的定義 美國混凝土協(xié)會（美國混凝土協(xié)會（ACI）規(guī)定：）規(guī)定：“任何就地澆任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大的限度減少開裂。以最大的限度減少開裂?！?日本建筑協(xié)會標準（日本建筑協(xié)會標準（JASS5）中規(guī)定）中規(guī)定 ：“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在斷面最小尺寸在80cm以上，同時水化熱引起以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計超混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計超過過25的混凝土，稱

2、之為大體積混凝土。的混凝土，稱之為大體積混凝土?！?目前，較新的觀點指出：所謂大體積混目前，較新的觀點指出：所謂大體積混凝土，是指其結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)大到必須采用相凝土，是指其結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)技術(shù)措施、妥善處理內(nèi)外溫度差值、合理應(yīng)技術(shù)措施、妥善處理內(nèi)外溫度差值、合理解決溫度應(yīng)力、并按裂縫開展控制的混凝土。解決溫度應(yīng)力、并按裂縫開展控制的混凝土。大體積混凝土的定義 建筑工程大體積砼常出現(xiàn)的部位：建筑工程大體積砼常出現(xiàn)的部位： 厚大的地下室底板（特別是電梯井筒部厚大的地下室底板（特別是電梯井筒部位）、樁頂承臺梁、轉(zhuǎn)換梁或板、內(nèi)筒外位）、樁頂承臺梁、轉(zhuǎn)換梁或板、內(nèi)筒外框架超高層的大截柱等?？蚣?/p>

3、超高層的大截柱等。 橋梁工程大體積砼常出現(xiàn)的部位：橋梁工程大體積砼常出現(xiàn)的部位： 橋大直徑樁基礎(chǔ)、懸索橋的錨碇和橋塔橋大直徑樁基礎(chǔ)、懸索橋的錨碇和橋塔的一些部位、斜拉橋橋塔的一些部位、連的一些部位、斜拉橋橋塔的一些部位、連續(xù)梁橋的墩臺梁等。續(xù)梁橋的墩臺梁等。大體積混凝土的定義l建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化和用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要

4、原因。裂縫分為表面裂縫和貫通裂縫兩種。裂縫的主要原因。裂縫分為表面裂縫和貫通裂縫兩種。l表面裂縫表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面低內(nèi)高，形成了溫度梯度，是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度而引起的。產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度而引起的。l貫通裂縫貫通裂縫是由于大體積混凝土在強度發(fā)展到一定程度，混凝是由于大體積混凝土在強度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土

5、失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時引起體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時引起的拉應(yīng)力，超過混凝土抗拉強度時所可能產(chǎn)生的貫通整個截的拉應(yīng)力，超過混凝土抗拉強度時所可能產(chǎn)生的貫通整個截面的裂縫。面的裂縫。大體積混凝土的溫度裂縫大體積混凝土的溫度裂縫 故大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)故大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果，一方面是混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一展的結(jié)果，一方面是混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點間的內(nèi)約束阻止這種應(yīng)方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點間的內(nèi)約束阻止這種應(yīng)變，

6、一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的抗拉強度，就會產(chǎn)變，一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的抗拉強度，就會產(chǎn)生裂縫。引起溫度裂縫的原因可分為以下幾類：生裂縫。引起溫度裂縫的原因可分為以下幾類：p 水泥水化熱水泥水化熱 水泥的水化熱是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源，由于大水泥的水化熱是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源，由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。 p 外界氣溫變化外界氣溫變化 大體積混凝土的溫度裂縫p 約束條件約束條件結(jié)構(gòu)在變形時會受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該結(jié)構(gòu)在變形時會受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱

7、抑制即稱“約束約束”，大體積混凝土由于溫度變化產(chǎn)生變形，大體積混凝土由于溫度變化產(chǎn)生變形，這種變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。在全約束條件下，混凝土這種變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形：結(jié)構(gòu)的變形： 混凝土收縮時的相對變形；混凝土收縮時的相對變形；混凝土的溫度變化量；混凝土的溫度變化量； 混凝土的溫度膨脹系數(shù)。混凝土的溫度膨脹系數(shù)。TTp混凝土收縮變形混凝土收縮變形 大體積混凝土的溫度應(yīng)力 混凝土的溫度取決于它本身環(huán)境有溫差存在，而結(jié)構(gòu)物四混凝土的溫度取決于它本身環(huán)境有溫差存在，而結(jié)構(gòu)物四周又不可能做到完全絕熱，因此，在新澆筑的混凝土與其四周又不可能做到完全絕熱，因此，在新澆筑

8、的混凝土與其四周環(huán)境之間，就會發(fā)生熱能的交換。模板、外界氣候周環(huán)境之間，就會發(fā)生熱能的交換。模板、外界氣候(包括包括溫度、濕度和風速溫度、濕度和風速)和養(yǎng)護條件等因素，都會不斷改變混凝和養(yǎng)護條件等因素，都會不斷改變混凝土所貯備的熱能，并促使混凝土的溫度逐漸發(fā)生變動。因此，土所貯備的熱能，并促使混凝土的溫度逐漸發(fā)生變動。因此，混凝土內(nèi)部的最高溫度，實際上是由混凝土內(nèi)部的最高溫度，實際上是由澆筑溫度澆筑溫度、水泥水化熱水泥水化熱引起的絕對溫升引起的絕對溫升和和混凝土澆筑后的散熱溫度混凝土澆筑后的散熱溫度三部分組成。三部分組成。p 大體積混凝土溫度應(yīng)力特點大體積混凝土溫度應(yīng)力特點大體積混凝土溫度計算

9、p 最大絕熱溫升（二式取其一）最大絕熱溫升（二式取其一）cQFKmTch/)() 1 ()1 (/)2(mtchecQmTTh混凝土最大絕熱溫升混凝土最大絕熱溫升()mc混凝土中水泥混凝土中水泥(包括膨脹劑包括膨脹劑)用量（用量（kg/m3）F混凝土活性摻合料用量（混凝土活性摻合料用量（kg/m3）K摻合料折減系數(shù)。粉煤灰摻合料折減系數(shù)。粉煤灰 取取0.250.30Q水泥水泥28d水化熱水化熱(kJ/kg)c混凝土比熱，取混凝土比熱，取0.97kJ/(kgK)混凝土密度混凝土密度(2400kg/m3)t混凝土的齡期（混凝土的齡期（d）m系數(shù)、隨澆筑溫度改變系數(shù)、隨澆筑溫度改變大體積混凝土溫度計

10、算水泥品種水泥品種水泥強度水泥強度等級等級水化熱水化熱Q(kJ/kg ) 3d7d28d硅酸鹽水硅酸鹽水泥泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥礦渣水泥32.5180256334表表1 不同品種、強度等級水泥的水化熱不同品種、強度等級水泥的水化熱澆筑溫度澆筑溫度()510152025300.406表表2 系數(shù)系數(shù)m大體積混凝土溫度計算p 混凝土中心計算溫度混凝土中心計算溫度)()(1tTTThjtT1(t)t齡期混凝土中心計算溫度（齡期混凝土中心計算溫度（）Tj 混凝土澆筑溫度混凝土澆筑溫度（）(t) t齡期降溫系數(shù)齡期降溫系數(shù)大體積混凝土溫度計算澆筑澆筑層厚層厚度度(

11、m)齡期齡期t(d)369121518212427301.00.36 0.290.170.09 0.05 0.03 0.011.250.42 0.37 0.04 0.031.500.49 0.460.380.29 0.21 0.15 0.120.080.050.042.500.65 0.620.570.48 0.38 0.29 60.15齡期降溫系數(shù)齡期降溫系數(shù) (t) 大體積混凝土溫度計算p 混凝土表層（表面下混凝土表層（表面下50100mm處）溫度處）溫度)(/)(5 . 02max2TTKTThbqx 保溫材料厚度（保溫材料厚度（m）T2 混

12、凝土表面溫度（混凝土表面溫度（）保溫材料厚度保溫材料厚度Tq 施工期大氣平均溫度（施工期大氣平均溫度（）混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/(mK)Tmax計算得混凝土最高溫度（計算得混凝土最高溫度（）計算時可取252020152max2TTTTq材料名稱材料名稱密度密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK)材料名稱材料名稱密度密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK)建筑鋼材建筑鋼材7 80058礦棉，巖棉礦棉，巖棉1102000.0310.065鋼筋混凝土鋼筋混凝土2 4002.33瀝青礦棉氈瀝青礦棉氈1001600.0330.052水水0.58泡沫塑料泡沫塑料2050

13、0.0350.047木模板木模板5007000.23膨脹珍珠巖膨脹珍珠巖403000.0190.065木屑木屑0.17油氈油氈0.05草袋草袋1500.14膨脹聚苯板膨脹聚苯板15250.042大體積混凝土溫度計算x 所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK)大體積混凝土溫度計算Kb 傳熱系數(shù)修正值，取傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0。保溫層種類保溫層種類K1K21僅由容易透風的材料組成僅由容易透風的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂如草袋、稻草板、鋸末、砂子子)2.63.02由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風材料風材料2.0

14、2.33在易透風保溫材料上鋪一層不透風材料在易透風保溫材料上鋪一層不透風材料1.61.94在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料1.31.55僅由不易透風材料組成僅由不易透風材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合如油布、帆布、棉麻氈、膠合板板)1.31.5K1值為一般刮風情況（風速值為一般刮風情況（風速25m）；）；K2值為刮大風情況；值為刮大風情況；大體積混凝土溫度計算Kb 傳熱系數(shù)修正值，取傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0。保溫層種類保溫層種類K1K21僅由容易透風的材料組成僅由容易透風的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂如草袋、稻草板、鋸末、砂子子)

15、2.63.02由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風材料風材料2.02.33在易透風保溫材料上鋪一層不透風材料在易透風保溫材料上鋪一層不透風材料1.61.94在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料1.31.55僅由不易透風材料組成僅由不易透風材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合如油布、帆布、棉麻氈、膠合板板)1.31.5K1值為一般刮風情況（風速值為一般刮風情況（風速25m）；）；K2值為刮大風情況；值為刮大風情況；大體積混凝土溫度計算如采用蓄水養(yǎng)護，蓄水養(yǎng)護深度如采用蓄水養(yǎng)護，蓄水養(yǎng)護深度)28

16、. 0700/()(2maxQmTKTTMxhcjwbwhw 養(yǎng)護水深度（養(yǎng)護水深度（m）x 混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時間，即蓄水養(yǎng)護混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時間，即蓄水養(yǎng)護時間（時間（h）M 混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)（混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)（1/m）,M=F/VF與大氣接觸的表面（與大氣接觸的表面（m2）V混凝土體積（混凝土體積（m3）25202maxTT700折算系數(shù)折算系數(shù)kJ/(m3K)w水的導(dǎo)熱系數(shù)，取水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58大體積混凝土溫度計算混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù)混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù)/ 1/1qii混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系數(shù)混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系

17、數(shù)W/(m3K)i 各保溫材料厚度（各保溫材料厚度（m）i各保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)各保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(m3K)q空氣層的傳熱系數(shù)，取空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/(m3K)大體積混凝土溫度計算混凝土虛厚度混凝土虛厚度/khh混凝土虛厚度（混凝土虛厚度（m）k 折減系數(shù)，取折減系數(shù)，取2/3混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/(m3K)大體積混凝土溫度計算混凝土計算厚度混凝土計算厚度hhH2H混凝土計算厚度（混凝土計算厚度（m）h 混凝土實際厚度（混凝土實際厚度（m）大體積混凝土溫度計算混凝土表層溫度混凝土表層溫度2)( 1)(2/ )(4HTThHhTTqtqtT2(t)混凝土表面溫度

18、（混凝土表面溫度（）Tq 施工期大氣平均溫度（施工期大氣平均溫度（ ）h 混凝土虛厚度（混凝土虛厚度（m）H 混凝土計算厚度（混凝土計算厚度（m）T1(t)混凝土中心溫度（混凝土中心溫度（）大體積混凝土溫度計算p混凝土平均溫度混凝土平均溫度2/ )(2)( 1)(tttmTTT大體積混凝土應(yīng)力計算p地基約束系數(shù)地基約束系數(shù)單純地基阻力系數(shù)單純地基阻力系數(shù)Cx1（N/mm3）土質(zhì)名稱土質(zhì)名稱承載力承載力(kN/m2)Cx1推薦值推薦值軟黏土軟黏土801500.010.03砂質(zhì)黏土砂質(zhì)黏土2504000.030.06堅硬黏土堅硬黏土5008000.060.10風化巖石和低強風化巖石和低強度素混凝土

19、度素混凝土5 00010 0000.601.00C10以上配筋混凝以上配筋混凝土土大體積混凝土應(yīng)力計算樁的阻力系數(shù)樁的阻力系數(shù)Cx2（N/mm3）FQCx/24/ 3)4/(2IEDKIEQnQ樁產(chǎn)生單位位移所需水平力樁產(chǎn)生單位位移所需水平力(N/mm)當樁與結(jié)構(gòu)鉸接時當樁與結(jié)構(gòu)固接時E樁混凝土的彈性模量（樁混凝土的彈性模量（N/mm2）I樁的慣性矩（樁的慣性矩（mm4）Kn地基水平側(cè)移剛度，取地基水平側(cè)移剛度，取110-2D樁的直徑或邊長（樁的直徑或邊長（mm）F每根樁分擔的地基面積（每根樁分擔的地基面積（mm2）4/ 3)4/(4IEDKIEQn大體積混凝土應(yīng)力計算大體積混凝土瞬時彈性模量

20、大體積混凝土瞬時彈性模量)1 (09. 00)(tteEEE(t)t齡期混凝土彈性模量（齡期混凝土彈性模量（N/mm2）E028d混凝土彈性模量（混凝土彈性模量（N/mm2）e 常數(shù)，取常數(shù)，取2.718t 齡期（齡期（d）大體積混凝土應(yīng)力計算地基約束系數(shù)地基約束系數(shù))(21)(/ )(txxtEhCCE(t)t齡期混凝土彈性模量（齡期混凝土彈性模量（N/mm2）h 混凝土實際厚度（混凝土實際厚度（mm）Cx1 單純地基阻力系數(shù)（單純地基阻力系數(shù)（N/mm3）Cx2樁的阻力系數(shù)（樁的阻力系數(shù)（N/mm3）(t)t齡期地基約束系數(shù)（齡期地基約束系數(shù)（l/mm）大體積混凝土應(yīng)力計算p混凝土干縮率和

21、收縮當量溫差混凝土干縮率和收縮當量溫差混凝土干縮率混凝土干縮率102101. 00)()1 (MMMetYtYY Y(t)t齡期混凝土干縮率齡期混凝土干縮率0 0Y Y(t)標準狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取標準狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取3.2410-4M1M2M10各修正系數(shù)，參考建筑施工手冊第四版各修正系數(shù)，參考建筑施工手冊第四版 表表10-88大體積混凝土應(yīng)力計算收縮當量溫差收縮當量溫差/)()(tYtYTT TY Y(t)t齡期混凝土收縮當量溫差（齡期混凝土收縮當量溫差（）混凝土線膨脹系數(shù)，取混凝土線膨脹系數(shù)，取110-5（1/）大體積混凝土應(yīng)力計算p結(jié)構(gòu)計算溫差（一般結(jié)構(gòu)計算溫差（一般3

22、d劃分一區(qū)段）劃分一區(qū)段）)()3()3()(iYiYimimiTTTTTTii區(qū)段結(jié)構(gòu)計算溫差區(qū)段結(jié)構(gòu)計算溫差（）Tm(i)i區(qū)段平均溫度起始值區(qū)段平均溫度起始值（）Tm(i+3)i區(qū)段平均溫度終止值區(qū)段平均溫度終止值（）TY(i+3)i區(qū)段收縮當量溫差終止值區(qū)段收縮當量溫差終止值（）TY(i)i區(qū)段收縮當量溫差起始值區(qū)段收縮當量溫差起始值（）大體積混凝土應(yīng)力計算p各區(qū)段拉應(yīng)力各區(qū)段拉應(yīng)力)2/(/ 11 LchSTEiiiiiiEiSii區(qū)段混凝土內(nèi)拉應(yīng)力區(qū)段混凝土內(nèi)拉應(yīng)力（N/mm2）i區(qū)段平均彈性模量區(qū)段平均彈性模量（N/mm2）i區(qū)段平均應(yīng)力松弛系數(shù)區(qū)段平均應(yīng)力松弛系數(shù)齡期齡期t(d

23、)369121518212427300.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327tSi區(qū)段平均地區(qū)段平均地基約束系數(shù)基約束系數(shù)混凝土混凝土最大尺寸最大尺寸大體積混凝土應(yīng)力計算p到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力nii1max)1/(1 max到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力到指定期混凝土內(nèi)最大應(yīng)力（N/mm2）泊松比，取泊松比，取0.15大體積混凝土應(yīng)力計算p安全系數(shù)安全系數(shù)max/tfK ft到指定期混凝土抗拉強度設(shè)計值到指定期混凝土抗拉強度設(shè)計值（N/mm2）K大體積混凝土抗裂安全系數(shù)，應(yīng)大體積混凝土抗裂安全系數(shù)，應(yīng)1.151.15大體積

24、混凝土平均整澆長度p混凝土極限拉伸值混凝土極限拉伸值)28ln/(ln10)/1 . 0 (5 . 74tdftpft混凝土抗拉強度設(shè)計值混凝土抗拉強度設(shè)計值（N/mm2）配筋率（配筋率（%），）， =Fa/Fcd鋼筋直徑（鋼筋直徑（mm）t指定齡期（指定齡期（d）Fa鋼筋截面面積（鋼筋截面面積（m2）Fc混凝土截面面積（混凝土截面面積（m2）大體積混凝土平均整澆長度p平均整澆長度（伸縮縫間距）平均整澆長度（伸縮縫間距）)/(/5 . 1)(pxtcpTTarchCEhLLcp平均整澆長度（伸縮縫間距）平均整澆長度（伸縮縫間距）（mm）h混凝土厚度（混凝土厚度（mm）E(t)指定時刻混凝土彈性

25、模量（指定時刻混凝土彈性模量（N/mm2）Cx地基阻力系數(shù)（地基阻力系數(shù)（N/mm3）, Cx=Cx1+Cx2T指定時刻的累計結(jié)構(gòu)計算溫差（指定時刻的累計結(jié)構(gòu)計算溫差（）【例【例1】 某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板，厚度為某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板，厚度為0.8m，配置直徑配置直徑16帶肋鋼筋，配筋率帶肋鋼筋，配筋率0.35%，混凝土強度等級采，混凝土強度等級采用用C30，地基為堅硬黏土，施工條件正常，地基為堅硬黏土，施工條件正常(材料符合質(zhì)量標材料符合質(zhì)量標準、水灰比準確、機械振搗、混凝土養(yǎng)護良好準、水灰比準確、機械振搗、混凝土養(yǎng)護良好)。試計算早。試計算早期期(15d)不出現(xiàn)貫穿性裂縫的允

26、許間距。不出現(xiàn)貫穿性裂縫的允許間距。大體積混凝土計算案例大體積混凝土計算案例985321,MMMMMM均取均取1.0M4=1.42，M6=0.93，M7=0.70，M10=0.42混凝土經(jīng)過混凝土經(jīng)過15d的收縮變形的收縮變形102101. 00)()1 (MMMetYtY42. 070. 093. 042. 1)1 (1024. 31501. 04)15(eY4)15(10175. 0Y混凝土收縮當量溫差為混凝土收縮當量溫差為275. 1100 . 110175. 054)15(YT大體積混凝土計算案例混凝土上、下面溫升為混凝土上、下面溫升為15，由于時間短，養(yǎng)護較好，由于時間短，養(yǎng)護較好，

27、氣溫差忽略不計，混凝土的水化熱溫差經(jīng)計算為氣溫差忽略不計，混凝土的水化熱溫差經(jīng)計算為25，則則計算溫差計算溫差為為27252T混凝土的極限拉伸值混凝土的極限拉伸值)28ln/(ln10)/1 . 0(5 . 74tdftp13.8010)165.301 . 0(.515 . 74410115. 1大體積混凝土計算案例15d時混凝土的彈性模量時混凝土的彈性模量)1 (100 . 31509. 04)15(eE)1 (09. 00)(tteEEMPa41022. 2伸縮縫的最大允許間距伸縮縫的最大允許間距)/(/5 . 1)(pxtcpTTarchCEhL10115. 127100 . 12710

28、0 . 108. 0/1022. 28005 . 14554archLcpm26由計算知，板的最大允許伸縮縫間距為由計算知，板的最大允許伸縮縫間距為26m。當。當板的縱向長度小于板的縱向長度小于26m時，可以避免裂縫出現(xiàn)。時，可以避免裂縫出現(xiàn)。否則則需在中部設(shè)置伸縮縫或否則則需在中部設(shè)置伸縮縫或“后澆縫后澆縫”。當板。當板下有樁基礎(chǔ)時，計算阻力系數(shù)下有樁基礎(chǔ)時，計算阻力系數(shù)Cx時，應(yīng)考慮樁基時，應(yīng)考慮樁基對基礎(chǔ)底板的約束阻力。對基礎(chǔ)底板的約束阻力。大體積混凝土計算案例【例【例2】 大型設(shè)備基礎(chǔ)底板長大型設(shè)備基礎(chǔ)底板長90.8m、寬、寬31.3m、厚、厚2.5m，混凝，混凝土為土為C20，采用，

29、采用60d后期強度配合比，后期強度配合比， 用用32.5礦渣水泥，水泥用量礦渣水泥，水泥用量 mc=280kg/m3 ,混凝土澆筑入模溫度混凝土澆筑入模溫度 Tj=28， 為為25，結(jié)構(gòu)物周圍用鋼模板，在模板和混凝土上表面外包兩，結(jié)構(gòu)物周圍用鋼模板，在模板和混凝土上表面外包兩層草袋保溫，混凝土比熱層草袋保溫，混凝土比熱 C=1.0kJ/kgK混凝土密度混凝土密度=2400kg/m3 施工時平均氣溫施工時平均氣溫試計算總降溫產(chǎn)生的最大溫度拉應(yīng)力及安全系數(shù)。試計算總降溫產(chǎn)生的最大溫度拉應(yīng)力及安全系數(shù)。大體積混凝土計算案例解解 (1) 計算絕熱溫升值，按式計算絕熱溫升值，按式 hc/(1e)mtTm

30、 Q c為簡單計只計算為簡單計只計算3d、7d、28d的值。的值。 o=15.1 C,0.397 3h(3)280 180 / 0.972 400(1e)To)=28.9 C0.397 7h(7)280256 / 0.972 400(1eTo)=40.2 C0.397 28h(28)280334 / 0.972 400(1eT(2) 混凝土中心溫度計算，按式混凝土中心溫度計算，按式 1( )jh( )ttTTT計算如下計算如下 1(3)2815.10.6537.8oTC1(7)2828.90.645.4oTC1(28)2840.20.15734.3oTC大體積混凝土計算案例(3) 混凝土表層溫

31、度?；炷帘韺訙囟取蓪硬荽匕磧蓪硬荽匕?0mm計，則保溫層傳熱系數(shù)計，則保溫層傳熱系數(shù)q1/1/1/0.06 / 0.141/ 232.12ii混凝土虛厚度混凝土虛厚度22.33/0.73432.12hkm 混凝土計算厚度混凝土計算厚度22.520.7344.0Hhhm混凝土表層溫度混凝土表層溫度22(3)q1(3)q4 ()/TTh HhTTH22540.734(4.00.734)(37.825) / 4.032.7oC大體積混凝土計算案例(7)41.3omTC(3)35.2omTC(5) 混凝土干縮率和當量溫差，按式混凝土干縮率和當量溫差，按式00.01( )1210(1e)tY

32、 tYMMM則則 4(3)0.1 10Y(3)1oYTC4(7)0.22 10Y(7)2.2oYTC4(28)0.79 10Y(28)7.9oYTC(6) 結(jié)構(gòu)計算溫差，按式結(jié)構(gòu)計算溫差，按式( )(3)(3)( )im im iY iY iTTTTT12835.216.2T (28)32.5omTC大體積混凝土計算案例14.9oTC 341.314.5oTC(7)計算各齡期的混凝土彈性模量，按式計算各齡期的混凝土彈性模量，按式 0.09( )0(1e)ttEE40.09 342(3)2.55 10(1e)0.603 10/ENmm42(7)1.19

33、 10/ENmm42(28)2.34 10/ENmm(8)地基約束系數(shù)，按式地基約束系數(shù)，按式 ( )12( )() /txxtCCh E1(0.02)xC45(3)0.02 / 2 5000.603 103.65 10/mm大體積混凝土計算案例5(7)2.59 10/ mm5(28)1.85 10/ mm(9) 各區(qū)段拉應(yīng)力，按式各區(qū)段拉應(yīng)力，按式 1 1/ ch(/ 2)iiiiiET SL各區(qū)段平均彈性模量各區(qū)段平均彈性模量442100.603 100.302 10/2ENmm4422(1.190.603) 100.897 10/2ENmm4423(1.192.34) 101.77 10

34、/2ENmm大體積混凝土計算案例各區(qū)段平均應(yīng)力松弛系數(shù)各區(qū)段平均應(yīng)力松弛系數(shù)110.570.7852S20.510.570.542S30.3350.510.4232S各區(qū)段平均地基約束系數(shù)各區(qū)段平均地基約束系數(shù) 513.65 10/ mm5523.652.59103.12 10/2mm5531.852.59102.22 10/2mm大體積混凝土計算案例只計算拉應(yīng)力只計算拉應(yīng)力45531.77 101014.5 0.423 1 1/ ch(90 8002.22 10/ 2)20.39/Nmm(10) 混凝土內(nèi)最大應(yīng)力，按式混凝土內(nèi)最大應(yīng)力，按式 max11/ (1)nii2max1/ (10.1

35、5)0.390.46/Nmm混凝土抗拉強度設(shè)計值取混凝土抗拉強度設(shè)計值取 1.1 N/mm2，則安全系數(shù)，則安全系數(shù)max/1.1/ 0.462.41.15tKf滿足抗裂條件，故知不會出現(xiàn)裂縫。滿足抗裂條件，故知不會出現(xiàn)裂縫。大體積混凝土計算案例 1合理的平面立面設(shè)計，避免截面的突變，合理的平面立面設(shè)計，避免截面的突變，從而減少約束應(yīng)力。從而減少約束應(yīng)力。 2合理的布置分布鋼筋，盡量采用小直徑、合理的布置分布鋼筋，盡量采用小直徑、密間距，變截面處加強分布鋼筋密間距，變截面處加強分布鋼筋 3避免用高強混凝土，盡量選用中低強度混避免用高強混凝土，盡量選用中低強度混凝土，采用凝土，采用60天或天或9

36、0天強度天強度 4采用滑動層減少基礎(chǔ)的約束。采用滑動層減少基礎(chǔ)的約束。 5混凝土結(jié)構(gòu)上下表面布置螺紋鋼筋或冷軋混凝土結(jié)構(gòu)上下表面布置螺紋鋼筋或冷軋扭鋼筋網(wǎng)片。扭鋼筋網(wǎng)片。設(shè)計方面考慮的措施設(shè)計方面考慮的措施 水泥品種水泥品種 :選用水化熱較低的選用水化熱較低的425或或525礦渣礦渣水泥。水泥。 水泥用量：盡最大限度減少水泥用量，同時水泥用量：盡最大限度減少水泥用量，同時參照水泥廠的水泥強度歷史資料參照水泥廠的水泥強度歷史資料 。 水膠比水膠比: 0.250.40 混合材：粉煤灰、礦渣、火山灰、超細礦粉混合材：粉煤灰、礦渣、火山灰、超細礦粉等等 外加劑：摻入高效復(fù)合減水劑外加劑：摻入高效復(fù)合減水劑 。 砂石骨料：骨料：選用粒徑砂石骨料：骨料：選用粒徑531.5mm的碎的碎石石 ，砂子的細度模數(shù)在砂子的細度模數(shù)在2.5以上的中、粗砂以上的中、粗砂 。 微膨脹劑微膨脹劑 ：混凝土水灰比混凝土水灰比 、脹劑的摻量脹劑的摻量 、混凝土的養(yǎng)護混凝土的養(yǎng)護 、混凝土的密實程度混凝土的密實程度 、減水劑種減水劑種類類 、膨脹劑的應(yīng)用膨脹劑的應(yīng)用 。配合比設(shè)計配合比設(shè)計 .控制混凝土拌合料的出機溫度和澆