大體積混凝土裂縫控制計算方法
1、概況
某電廠汽輪發(fā)電機基座底板外形尺寸44.9m× 15.7m。底板底標高-7.0m,厚3.2m。屬大體積混凝土,強度等級c30
2、配合比
3、外部及養(yǎng)護條件
混凝土澆筑時間約在6月底,取最高氣溫35℃,最低氣溫15℃,入模溫度25℃。
4、混凝土澆筑前裂縫控制計算
分別計算3d、7d、14d、21d最大溫度收縮應力。
4.1、最大絕熱溫升及各齡期溫升
th=(mc+k?f)q/c?ρ
=(323+0.25×57)×375/0.97×2400
=54(℃)
th?—混凝土最大絕熱溫升(℃);
mc—混凝土中水泥用量(kg/m3);
f—混凝土活性摻合料用量(kg/m3);
k—摻合料折減系數(shù)。粉煤灰取0.25;
q—水泥28d水化熱(kj/kg),p.s42.5取375;
c—混凝土比熱,取0.97kj/(kg.k)
ρ—混凝土密度,取2400kg/m3
t(t)= th(1-e-mt)
t(3)=54×(1-e-0.384×3)=0.684×54=36.93
t(7)=54×(1-e-0.384×7)=0.932×54=50.328
t(14)=54×(1-e-0.384×14)=0.995×54=53.73
t(21)=54[Page]
4.2保溫材料厚度
(按混凝土內外溫差20℃考慮):(棉被)
δ=0.5h?λx(t2-tq)kb/λ(tmax- t2)
δ—保溫材料厚度(m);
λx—所選保溫材料導熱系數(shù)[w/(m.k)],棉被取值為0.06;
t2—混凝土表面溫度(℃)
tq—施工期大氣平均溫度(℃)
λ—混凝土導熱系數(shù),取2.33 w/(m.k)
tmax—計算得混凝土最高溫度(℃)
t2-tq取20℃,tmax- t2取20℃
δ= 0.5×3.2×0.06×1.3/2.33
= 0.053(m)
4.3混凝土各齡期彈性模量
e(t)=e0(1-e-0.09t) e0=3 ×104n/mm2(c30 28d混凝土彈性模量)
e(3)=0.237 e0=0.711×104n/mm2
e(7)=0.467 e0=1.402×104n/mm2
e(14)=0.716 e0=2.15×104n/mm2
e(21)=0.849 e0=2.55×104n/mm2
4.4各齡期混凝土收縮變形及收縮當量溫差
ε0y(t)= εy0(1-e-0.01t)m1…m10=1.98εy0(1-e-0.01t) 其中m1=1.25(礦渣水泥);m2=1.35(水泥);m3=1(石灰?guī)r);m4=1.2(w/c=0.47);m5=1.45(水泥漿量30%);m6=0.93(養(yǎng)護14d);m7=0.7(相對濕度80%);m8=1.15;m9=1(機械振搗);m10=0.9(配筋率0.35%)
ε0y(3)= 1.98εy0(1-e-0.03) =1.98×3.24×10-4×0.03=1.92×10-5
ε0y(7)= 1.98εy0(1-e-0.07) =1.98×3.24×10-4×0.068=4.36×10-5
ε0y(14)= 1.98εy0(1-e-0.14) =1.98×3.24×10-4×0.131=8.40×10-5
ε0y(21)= 1.98εy0(1-e-0.21) =1.98×3.24×10-4×0.189=12.12×10-5
收縮當量溫差
ty(t)= εy(t)/α
ty(t)—t齡期混凝土收縮當量溫差(℃) α—混凝土線膨脹系數(shù)(1×10-5)
ty(3)=1.92℃ ty(7) =4.36℃ ty(14) =8.4℃ ty(21) =12.12℃
4.5混凝土最大綜合溫差絕對值
△t=t0+ t(t)+ ty(t)- th
△t—混凝土最大綜合溫差絕對值
t0—混凝土澆筑入模溫度,取25℃
th—外部環(huán)境溫度,因現(xiàn)場養(yǎng)護時間約20d,此值取30℃
△t3=25+36.93×0.67+1.92-30=21.66
△ t7=25+50.328×0.67+4.36-30=33.07
△ t14=25+53.73×0.67+8.4-30=39.40
△ t21=25+54×0.67+12.12-30=44.30
4.6各齡期溫度收縮應力
σ —混凝土溫度應力
s(t)—考慮徐變影響的松馳系數(shù),取0.4
r—混凝土外約束系數(shù),取0.32
γc:混凝土泊松比,取0.15
σ3=0.711×104×1×10-5×21.66×0.3×0.32/0.85=0.174
σ7=1.402×104×1×10-5×33.07×0.3×0.32/0.85=0.524
σ14=2.15×104×1×10-5×39.4×0.3×0.32/0.85=0.957
σ21=2.55×104×1×10-5×44.4×0.3×0.32/0.85=1.28
安全系數(shù)k=1.5/1.28=1.17>1.15,不會產生裂紋。
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