大體積混凝土專項(xiàng)施工計(jì)算書和相關(guān)圖紙

9.1混凝土熱工計(jì)算 19.1.1混凝土原材降溫措施 19.1.2混凝土拌合溫度 19.1.3混凝土入模溫度 19.1.4混凝土絕熱升溫 29.1.5混凝土中心溫度 29.1.6混凝土表面溫度 29.1.7混凝土溫度應(yīng)力及收縮變形值 39.2溜管計(jì)算書 49.2.1溜管管徑計(jì)算 49.2.2管道受力計(jì)算 49.2.3臺(tái)架受力計(jì)算 59.1混凝土熱工計(jì)算底板混凝土施工的熱工計(jì)算，將根據(jù)施工時(shí)當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度來確定?；炷翝仓┕r(shí)的大氣平均氣溫(T0)取值為+230C（根據(jù)歷年來珠海市5月份平均氣溫）。9.1.1混凝土原材降溫措施白天溫度超過200C，大體積混凝土澆筑前，派專人駐攪拌站跟蹤測(cè)量?jī)?chǔ)料倉(cāng)內(nèi)各原材溫度，若原材料溫度過高，石子、砂澆水降溫，并用低溫水?dāng)嚢?，保證水泥溫度不高于20℃，砂、石子溫度不高于20℃，水的溫度不高于18℃，從而保證混凝土入模溫度。9.1.2混凝土拌合溫度Tc=ΣCiTiWi/ΣCiWiCi-混凝土組成材料比熱（kJ/(kg·K)），C水=4.2，C水泥=C砂=C石=0.84；Ti-混凝土組成材料溫度（°C），T水=18，T水泥=20，T砂=20，T石=20；Wi-混凝土組成材料重量（kg），W水=109，W水泥=294，W砂=781，W石=1060；Tc=ΣCiTiWi/ΣCiWi=(4.2×18×109+0.84×20×294+0.84×20×781+0.84×20×1060)/(4.2×109+0.84×294+0.84×781+0.84×1060)=19.59°C；9.1.3混凝土入模溫度Ti=Tc+(Tq-Tc)(A1+A2+A3)Tc-混凝土拌合溫度（°C），Tc=19.59；Tq-混凝土運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外平均溫度（°C），Tq=23；A1-混凝土裝、卸、運(yùn)轉(zhuǎn)溫度損失系數(shù)，A1=0.096；A2-混凝土運(yùn)輸時(shí)溫度損失系數(shù)A2=θt，t為運(yùn)輸時(shí)間（min），θ查表，θ=0.0042，t1=30；A3-澆筑過程中溫度損失系數(shù)A3=0.002t，t為澆筑時(shí)間（min），t2=10；Ti=Tc+(Tq-Tc)(A1+A2+A3)=Tc+(Tq-Tc)(A1+θt1+0.002t2)=19.59+(23-19.59)×(0.096+0.0042×30+0.002×10)=20.415°C；9.1.4混凝土絕熱升溫T(t)=(mc+K·F)Q/Cρmc-每立方混凝土的水泥用量（kg），mc=294（粉煤灰按水化熱折入）；Q-每千克水泥水化熱量（J/kg），Q=375；C-混凝土的比熱（kJ/(kg·K)），C=0.96；ρ-混凝土質(zhì)量密度（kg/m3），ρ=2401；K–摻和料折減系數(shù)，粉煤灰取0.25~0.3，K=0.362；F-混凝土澆筑后計(jì)算時(shí)的天數(shù)（天），t=28；T(t)=(mc+K·F)Q/Cρ=（294+0.362×0）×375/(0.96×2401)=47.832°C；9.1.5混凝土中心溫度Tmax=Ti+T(t)ζTi-混凝土澆筑時(shí)的入模溫度（°C），Ti=20.415；T(t)-在t齡期時(shí)混凝土的絕熱溫升（°C），T(t)=47.832；ζ-不同的澆筑塊厚度、不同齡期時(shí)的降溫系數(shù)，ζ=0.65；Tmax=Ti+T(t)ζ=20.415+47.832×0.65=51.506°C；9.1.6混凝土表面溫度Tb(t)=Tq+4h'(H-h')ΔT(t)/H2Tq-齡期t時(shí)，大氣平均溫度（°C），按澆筑后3天計(jì)算，Tq=23；H-混凝土計(jì)算厚度（m），H=h+h'=1+0.067=1.067；h-混凝土實(shí)際厚度（m），h=1；h'-混凝土虛厚度（m），h'=2.33×0.666/β=2.33×0.666/23=0.067；β-模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/(m2·K)），β=1/（Σδi/λi+1/23）=1/（（0/0.14）+1/23）=23；δi-各種保溫層材料厚度（m）；λi-各種保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)（W/(m·K)）；ΔT(t)-混凝土內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之差（°C）ΔT(t)=Tmax-Tq=51.506-23=28.506；Tb(t)=Tq+4h'(H-h')ΔT(t)/H2=23+4×0.067×(1.067-0.067)×28.506/1.0672=30.16°C；由于珠海4月大氣平均溫度23℃，與混凝土表面溫度之差小于20°，故只覆蓋一層塑料薄膜即可。9.1.7混凝土溫度應(yīng)力及收縮變形值由上所述，1m板為混凝土內(nèi)外溫差最大處，同時(shí)齡期為3天時(shí)為最不利情況，因此只需計(jì)算板厚為1m處3天齡期混凝土自約束應(yīng)力與外約束應(yīng)力及裂縫情況即可。澆筑大體積混凝土?xí)r,由于水化熱的作用,中心溫度高,與外界接觸的表面溫度低,當(dāng)混凝土表面受外界氣溫影響急劇冷卻收縮時(shí),外部混凝土質(zhì)點(diǎn)與混凝土內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間相互約束,使表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,內(nèi)部降溫慢受到自約束產(chǎn)生壓應(yīng)力。1溫度應(yīng)力計(jì)算混凝土最大自約束應(yīng)力σ式中σzmax?E(t)——與最大里表溫差?Ttmax相對(duì)應(yīng)齡期t時(shí)，混凝土的彈性模量（N/mmE(t)=E0（1-e-0.09t）=3.15×10-4×（1-2.718-0.09×12）=2.08×10-4N/mm2Hi(t,τ則σzmax外約束應(yīng)力σ式中σx??μ——混凝土的泊松比，取0.15RiR則σxt=10-2控制溫度裂縫的條件混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)式中ftkt——混凝土齡期為t時(shí)的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mmftk——混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2γ則ftktλ同理λ由上計(jì)算得知本工程不會(huì)出現(xiàn)裂縫。9.2溜管計(jì)算書9.2.1溜管管徑計(jì)算考慮每個(gè)放料斗停放兩輛車，兩輛車交替卸料，每輛車18m3放料10分鐘，則：混凝土流量Q=18/600=0.03m3/s混凝土在溜管內(nèi)的流速按0.7m/s考慮，則混凝土在溜管內(nèi)的截面積：S=Q/V=0.03/0.7=0.043㎡混凝土在溜管內(nèi)按2/3滿管考慮，則：S=2/3πR2=0.043,R=(0.043*3/2/3.14)1/2=143.3mm，則直徑D≮286.6選擇DN325無(wú)縫鋼管。外徑325，壁厚8mm，內(nèi)徑309mm。9.2.2管道受力計(jì)算1管道自重查表得：q1=62.54KG/m=62.54*9.8=612.9N/m2管道內(nèi)混凝土自重管道內(nèi)最大混凝土截面積S=0.043，混凝土自重q2=0.043*1*24=1032N/m3混凝土溜管自重q=q1+q2=1644.9N/m4管道撓度驗(yàn)算D=325mmd=309mmα=D/d=0.95L=11.5mE=206KN/m㎡I=π*D4*(1-α4)/64=100088445.1mm4撓度f(wàn)=5q4/384EI*COS12°=26.1mm，撓度比=f/L=2.1‰，滿足規(guī)范（3‰）要求。5管道強(qiáng)度驗(yàn)算（1）截面特性計(jì)算A=7.9671e-003;Xc=1.6250e-001;Yc=1.6250e-001;Ix=1.0016e-004;Iy=1.0016e-004;ix=1.1213e-001;iy=1.1213e-001;W1x=6.1640e-004;W2x=6.1640e-004;W1y=6.1640e-004;W2y=6.1640e-004;（2）梁構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果截面塑性發(fā)展系數(shù):γx=1.150梁構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力(N/mm2):42.322<f=215.000梁構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算滿足。（3）梁構(gòu)件抗剪驗(yàn)算結(jié)果梁構(gòu)件計(jì)算最大剪應(yīng)力(N/mm2):7.531<fv=125.000梁構(gòu)件抗剪驗(yàn)算滿足。（4）局部穩(wěn)定驗(yàn)算外徑與壁厚之比D/T=40.63<容許外徑與壁厚之比[D/T]=100.09.2.3臺(tái)架受力計(jì)算1荷載計(jì)算管道（考慮混凝土2/3滿管）荷載q1=1644.9N/m*11.5m=18.91KN標(biāo)準(zhǔn)節(jié)自重q2=13.72KN布料桶荷載q3=8.1KN2臺(tái)架承載力驗(yàn)算本工程臺(tái)架選用臺(tái)架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，豎向荷載遠(yuǎn)小于臺(tái)架自重荷載，無(wú)需驗(yàn)算。3臺(tái)架豎向力計(jì)算臺(tái)架自重：G=68.6kN；臺(tái)架最大施工荷載：Q=27kN；作用于臺(tái)架的豎向力：Fk＝G＋Q＝68.6＋27＝95.6kN；4臺(tái)架彎矩計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)臺(tái)架基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算：Mkmax＝70kN·m；5臺(tái)架抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性按下式計(jì)算：e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至基礎(chǔ)中心的距離；Mk──作用在基礎(chǔ)上的彎矩；Fk──作用在基礎(chǔ)上的垂直載荷；Gk──混凝土基礎(chǔ)重力，Gk＝25×5×5×1.5=937.5kN；Bc──為基礎(chǔ)的底面寬度；計(jì)算得：e=70/(95.6+937.5)=0.068m<5/3=1.667m；基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求！6地基承載力驗(yàn)算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)第5.2條承載力計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖:混凝土基礎(chǔ)抗傾翻穩(wěn)定性計(jì)算：e=0.068m<5/6=0.833m地面壓應(yīng)力計(jì)算：Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝(Fk+Gk)/A+Mk/W式中：Fk──臺(tái)架作用于基礎(chǔ)的豎向力，它包括臺(tái)架自重和最大起重荷載,Fk＝95.6kN；Gk──基礎(chǔ)自重，Gk＝937.5kN；Bc──基礎(chǔ)底面的寬度，取Bc=5m；Mk──傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩和最大起重力矩，Mk＝70kN·m；W──基礎(chǔ)底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×53=14.75m3；不考慮附著基礎(chǔ)設(shè)計(jì)值：Pk＝（95.6＋937.5）/52＝41.324kPaPkmax=(95.6+937.5)/52+70/14.75=46.07kPa；Pkmin=(95.6+937.5)/52-70/14.75=36.578kPa；地基承載力特征值計(jì)算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002第5.2.3條。計(jì)算公式如下:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)fa--修正后的地基承載力特征值(kN/m2)；fak--地基承載力特征值，按本規(guī)范第5.2.3條的原則確定；取140.000kN/m2；ηb、ηd--基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)；γ--基礎(chǔ)底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；b--基礎(chǔ)底面寬度(m)，當(dāng)基寬小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；γm--基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；d--基礎(chǔ)埋置深度(m)取2.000m；解得地基承載力設(shè)計(jì)值：fa=188.000kPa；實(shí)際計(jì)算取的地基承載力設(shè)計(jì)值為:fa=188.000kPa；地基承載力特征值fa大于壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pk=41.324kPa，滿足要求！地基承載力特征值1.2×fa大于無(wú)附著時(shí)的壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pkmax=46.070kPa，滿足要求！7基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第8.2.7條。驗(yàn)算公式如下:F1≤0.7βhpftamho式中βhp--受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，βhp取1.0.當(dāng)h大于等于2000mm時(shí)，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；取βhp=0.94；ft--混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；取ft=1.57MPa；ho--基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度；取ho=1.45m；am--沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度；am=(at+ab)/2；am=[1.60+(1.60+2×1.45)]/2=3.05m；at--沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長(zhǎng)，當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬（即塔身寬度）；取at＝1.6m；ab--沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長(zhǎng)，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)，計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；ab=1.60+2×1.45=4.50；Pj--扣除基礎(chǔ)自重后相應(yīng)于荷