大體積混凝土裂縫控制計(jì)算本工程廠房一底板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30，采用商品混凝土，水泥定額用量為344kg/m3，此處為保險(xiǎn)起見，按370kg/m3考慮，底板厚度350<500，可不考慮水泥水化熱影響，故不必計(jì)算，此處計(jì)算承臺(tái)。平面尺寸最大的承臺(tái)為CT-6：5.4×3.3m，厚度取1.15m，養(yǎng)護(hù)方法采用表層蓋薄膜保濕，上覆毛毯保溫。一．大體積混凝土溫度計(jì)算1、最大絕熱溫升計(jì)算公式Th=最終絕熱溫升Tmax=式中：mc－水泥用量，370kg/m3Q－每kg水泥28d水化熱，按42.5普通水泥，取3d為314kJ/kgc－混凝土比熱，取0.97kJ/kg·Kρ－混凝土密度，取2400kg/m3－常數(shù)為2.718t－齡期（d）m－與澆筑時(shí)溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按澆筑溫度5°C，查表得0.295則T3==°CT6==°CT9==°CT12==°CT15==°CT18==°C最終絕熱溫升：Tmax==°C2、混凝土中心計(jì)算溫度T1(t)=Tj+Th·ξ(t)式中：Tj－混凝土澆筑溫度，取5°Cξ(t)－t齡期降溫系數(shù)，如下表澆筑厚度不同齡期（d）時(shí)時(shí)的ξ值3691215181.15m0.40.30.180.10.060.04可得T1(3)=Tj+Tmax·ξ(3)=5+59.6×0.4=28.8°CT1(6)=Tj+Tmax·ξ(6)=5+59.6×0.3=22.9°CT1(9)=Tj+Tmax·ξ(9)=5+59.6×0.18=15.7°CT1(12)=Tj+Tmax·ξ(12)=5+59.6×0.1=11°CT1(15)=Tj+Tmax·ξ(15)=5+59.6×0.06=8.6°CT1(18)=Tj+Tmax·ξ(18)=5+59.6×0.04=7.4°C3、混凝土表層溫度1）混凝土表面保溫層傳熱系數(shù)β=式中：δ－保溫材料厚度，取20mmλ－保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，查表得0.14W/（m·K）βq－空氣傳熱系數(shù)，取為23W/（m2·K）則β===5.372）混凝土計(jì)算厚度其中式中：－混凝土實(shí)際厚度－混凝土虛厚度－折減系數(shù)，取2/3－混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/（m·K）則=×2.33/5.37=0.29m=1.15+2×0.29=1.73m3）混凝土表層溫度式中：－施工時(shí)大氣平均溫度，取為5°C則=5+4×0.29×（1.73-0.29）×（28.8-5）/1.732=18.3°C=5+4×0.29×（1.73-0.29）×（22.9-5）/1.732=15°C=5+4×0.29×（1.73-0.29）×（15.7-5）/1.732=11°C=5+4×0.29×（1.73-0.29）×（11-5）/1.732=8.3°C=5+4×0.29×（1.73-0.29）×（8.6-5）/1.732=7°C=5+4×0.29×（1.73-0.29）×（7.4-5）/1.732=6.3°C二．溫度應(yīng)力計(jì)算1、混凝土墊層約束系數(shù)Cx1=1.3N/mm32、樁的阻力系數(shù)Cx2=Q/F式中：Q－樁產(chǎn)生單位位移所需水平力，按樁與承臺(tái)鉸接計(jì)算Q=4E·I[Kn·D/4E·I]3/4E－樁混凝土的彈性模量，本工程預(yù)應(yīng)力管樁樁身混凝土C60，其彈性模量為3.6*104N/mm2I－樁身截面慣性矩，經(jīng)計(jì)算得5105088062mm4D－樁身直徑600mmKn－地基水平側(cè)移剛度，取1*10-2N/mm3F－為每根樁分擔(dān)的地基面積，17.82/6=2.97m2=2970000mm2則Q=2E·I（Kn·D/4E·I）3/4=2×3.6×104×5105088062×=9981N/mm則Cx2=Q/F=9981/2970000=0.0033、各區(qū)段混凝土彈性模量計(jì)算式中：－混凝土的最終彈性模量，C30為3.0×104其他符號(hào)意義同上。則=0.71×104=1.25×104=1.67×104=1.98×104=2.22×104=2.41×1044、地基約束系數(shù)符號(hào)意義同上，則三．自約束裂縫控制計(jì)算大體積混凝土澆筑時(shí)，由于水化熱作用，中心溫度高，表面溫度低，引起混凝土外部質(zhì)點(diǎn)與內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)相互約束，使表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。由于溫差產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力按下式計(jì)算：最大拉應(yīng)力：最大壓應(yīng)力：式中：－混凝土的彈性模量－混凝土熱膨脹系數(shù)－混凝土截面中心與表面之間的溫差－混凝土的泊松比，取0.17則3天混凝土的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力為==28.8-18.3=10.5°CN/mm2<=0.5×1.5=0.75N/mm2N/mm2<=0.5×15=7.5N/mm6天混凝土的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力為==22.9-15=7.9°CN/mm2<=0.7×1.5=1.05N/mm2=0.4N/mm2<=0.7×15=10.5N/mm2由上述二步計(jì)算知，最大壓應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砼在該齡期的抗壓強(qiáng)度，下面計(jì)算中略去此項(xiàng)計(jì)算。9天混凝土的最大拉應(yīng)力==15.7-11=4.7°CN/mm2<=0.8×1.5=1.2N/mm212天混凝土的最大拉應(yīng)力==11-8.3=2.7°CN/mm2<=0.84×1.5=1.26N/mm215天混凝土的最大拉應(yīng)力==8.6-7=1.6°CN/mm2<=0.88×1.5=1.32N/mm218天混凝土的最大拉應(yīng)力==7.4-6.3=1.6°CN/mm2<=0.92×1.5=1.38N/mm2由以上計(jì)算得知，本例砼按既定方式養(yǎng)護(hù)條件下，由于內(nèi)外溫差引起的自約束將不會(huì)出現(xiàn)裂縫。四．外約束裂縫控制計(jì)算大體積混凝土澆筑后，由于溫升使體積膨脹，達(dá)到峰值后3-5d將持續(xù)一段時(shí)間，以后溫度由外而內(nèi)慢慢降低，將引起較大的溫度應(yīng)力。通過計(jì)算采取措施控制過大的降溫收縮應(yīng)力的出現(xiàn)，即可控制裂縫的發(fā)生。1、混凝土的絕熱溫升按前述。2、各齡期混凝土收縮變形值及混凝土收縮當(dāng)量溫差計(jì)算各齡期混凝土收縮變形值計(jì)算按下式×式中：－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的最終收縮值（即極限收縮值），取3.24×10-4－經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取0.01－考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)因素，與水泥品種細(xì)度、骨料品種、水灰比、水泥漿量、養(yǎng)護(hù)條件、環(huán)境相對(duì)濕度、構(gòu)件尺寸、混凝土搗實(shí)方法、配筋率等有關(guān)的修正系數(shù)。查表得本例各值分別為：=1.0，=1.35，=1.0，=1.62，=1.0，=0.93，=0.54，=1.2，=1.0，=0.9。其他符號(hào)意義同上?；炷潦湛s當(dāng)量溫差計(jì)算按下式符號(hào)意義同上。則：×=3.24×10-4×（）×1.0×1.35×1.0×1.62×1.0×0.93×0.54×1.2×1.0×0.9=0.113×10-4==1.13°C同理：×=0.224×10-4=2.24°C×=0.331×110-4=3.31°C×=0.435×110-4=4.35°C×=0.535×110-4=5.35°C×=0.633×110-4=6.33°C3、各區(qū)段結(jié)構(gòu)計(jì)算溫溫差式中：－區(qū)段平均溫度起始始值－區(qū)段平均溫度終止止值－區(qū)段收縮當(dāng)量溫差差終止值－區(qū)段收縮當(dāng)量溫差差起始值則=2.24-1.113=5.556°C＝3.31-2.224=6.667°C＝4.35-3.331=4.774°C＝5.35-4.335=2.885°C＝+6.33-5..35=1..93°C＝-6.33=0..52°C4、各區(qū)段拉應(yīng)力式中－區(qū)段平均應(yīng)力松弛弛系數(shù)，見下下表齡期（）3691215180.570.520.480.440.410.386－混凝土最尺寸－雙曲余弦函數(shù)其他符號(hào)意義同上上。則=0.71×1004×1×10-5×5.56×0.57×N/mm2=1.25×1004×1×10-5×6.67×0.52×N/mm2=1.67×1004×1×10-5×4.74×0.48×N/mm2=1.98×1004×1×10-5×2.85×0.44×N/mm2=