大体积混凝土计算.xls

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大大体体积积混混凝凝土土浇浇筑筑裂裂缝缝控控制制的的施施工工计计算算KF001裂缝控制原理在大体积混凝土浇筑前，根据施工拟采取的防裂措施和现有的施工条件，先计算混凝土的水泥水化热的绝热最高温升值、各龄期收缩变形值、收缩当量温差和弹性模量，然后通过计算，估量可能产生的最大温度收缩应力，如不超过混凝土的抗拉强度，则表示所采取的防裂措施能有效控制、预防裂缝的出现；如超过混凝土的抗拉强度，则可采取措施调整混凝土的入模温度、降低水化热温升值、降低混凝土内外温差、改善施工操作工艺和混凝土拌合物性能、提高抗拉强度或改善约束等技术措施重新计算，直至计算的应力在允许的范围。

1、计算参数钢筋混凝土底板尺寸长度l（m）宽度b（m）厚度h（m）26.6142.50混凝土标号C30、S6混凝土配合比水泥水砂石粉煤灰外加剂425#普通中砂碎石5-3110.4241.1592.4650.1630.006kg/m34601955331134752.76混凝土浇筑温度Tj（）13混凝土入模温度T0（）132、混凝土的最终绝热温升Tmax（）Tmax=WQ/（c）=75.3其中W-每立方米混凝土中水泥用量（kg/m3）460Q-每公斤水泥水化热量（kJ/kg）377c-混凝土的比热（J/kgK），一般为0.92-1.000.96-混凝土的密度（kg/m3）24003、各龄期混凝土的绝热温升T（t）（）T（t）=Tmax（1e-mt）其中m-经验系数（随水泥品种、比表面及浇筑温度而异）0.384e-常数2.718t（d）-混凝土的龄期计算结果混凝土龄期t（d）T（t）（）351.5667.8972.91274.51575.01875.22175.22475.32775.313075.34、各龄期混凝土内部最高温度Tn（t）（）Tn（t）=Tj+Tmax其中-不同龄期和浇筑厚度的降温系数查表混凝土龄期t（d）30.6560.6290.59120.48150.38180.29210.23240.19270.16300.15计算结果混凝土龄期t（d）Tn（t）（）Tn（t）（）361.9659.72.3957.42.31249.18.31541.67.51834.86.82130.34.52427.33.02725.02.33024.30.8混凝土龄期t（d）与外界气温之差T1（t）（）T1（t）Tn（t）-Tj348.9646.7944.41236.11528.61821.82117.32414.32712.03011.35、各龄期混凝土表面温度Tb（t）（）Tb（t）=Tq+4h（H-h）T1（t）/H22其中Tq-不同龄期的大气平均温度（）13H-混凝土的计算厚度（m）H=h+2h=3.52h-混凝土的虚厚度（m）h=K/=0.51K-计算折减系数0.666-混凝土的导热系数（W/mK）2.33-模板及保温层的传热系数（W/m2K）=1/（i/i+1/q）=3.04i-各种保温材料的厚度（m）草袋二层0.04i-各种保温材料的导热系数（W/m2K）0.14q-空气层传热系数（W/m2K）23计算结果混凝土龄期t（d）Tb（t）（）337.3636.1935.01230.91527.21823.82121.62420.12719.03018.6龄期t（d）内部温度与表面温度之差表面温度与大气温度之差T2（t）Tn（t）-Tb（t）（）T3（t）=Tb（t）-Tq（）324.724.3623.523.1922.422.01218.217.91514.414.21811.010.8218.78.6247.27.1276.16.0305.75.6计算表明，各龄期混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与大气温度之差均小于25，满足要求。

实际施工阶段，以实测温度差为撤除保温层的依据。

6、各龄期混凝土收缩相对变形值y（t）y（t）y0（1e-0.01t）M1M2M3M10其中混凝土在标准状态下的最终（极限）收缩值y00.000324混凝土收缩变形不同条件影响修正系数MM1普通水泥1.003M2水泥细度为5000孔1.35M3骨料为花岗岩1.00M4水灰比为0.461.05M5水泥浆量为0.271.32M6自然养护28天0.93M7环境相对湿度为70%0.77M8水力半径的倒数为0.0160.564M9机械振捣1.00M10配筋率0.0050.90M1M2.M10=0.68计算结果混凝土龄期t（d）y（t）36.51926E-0661.28459E-0591.89855E-05122.49437E-05153.07259E-05183.63371E-05214.17826E-05244.70671E-05275.21955E-05305.71723E-057、各龄期混凝土的当量温差Ty（t）（）Ty（t）y（t）/其中-混凝土的线膨胀系数0.00001计算结果混凝土龄期t（d）Ty（t）（）Ty（t）（）30.6561.280.6391.900.61122.490.60153.070.58183.630.56214.180.54244.710.53275.220.51305.720.508、各龄期混凝土综合温差T（t）（）T（t）=Tn（t）+Ty（t）计算结果混凝土龄期t（d）T（t）（）62.992.9128.9158.14187.3215.1243.5272.8301.39、各龄期混凝土总温差T0（t）（）T0（t）=T（t）=42.710、各龄期混凝土的弹性模量E（t）（N/mm2）E（t）E0（1e-0.09t）其中E0-混凝土的最终（28d）弹性模量（N/mm2）30000计算结果混凝土龄期t（d）E（t）（N/mm2）37098612517916653121981115222221824062212546724265392727358302798311、最大温度应力值（t）（N/mm2）（t）=/（1-）（1-1/（coshl/2）（E（t）T（t）S（t）其中-约束状态影响系数=（Cx/（hE（t）1/2-混凝土的泊松比0.15Cx=Cx1+Cx2=0.0630N/mm3Cx1-地基水平阻力系数（N/mm3）0.06Cx2-桩基对基础约束的影响系数（N/mm2）Cx2=Q/F=0.003038053N/mm3Q-桩产生单位位移时的水平力桩型钢筋混凝土桩桩数100桩的边长或直径D（mm）400桩的惯性矩I（mm4）2.13E+09混凝土标号C30桩的弹性模量E（N/mm2）30000桩基与基础固接Q=4EI（KhD/4EI）3/4=11313.708N/mm桩基与基础铰接Q=2EI（KhD/4EI）3/4=5656.8542N/mmKh-侧向压缩刚度系数0.01N/mm3F-单桩分摊之地基面积3.724m25l-混凝土结构物长度（mm）26600S（t）-考虑混凝土徐变影响的松弛系数查表混凝土龄期t（d）S（t）60.20890.212120.215150.230180.252210.301240.367270.473301.000计算结果龄期t（d）Cx/（hE（t）cosh（l/2）E（t）TtS（t）（t）62.01455E-090.000044881.1835309875260.013791.51414E-090.000038911.13693416101400.0144121.27279E-090.000035681.11469984378040.0458151.13471E-090.000033691.10204950414250.0451181.04793E-090.000032371.09412434444790.0450219.90115E-100.000031471.08885633387930.0372249.50103E-100.000030821.08521533344720.0318279.21669E-100.000030361.08263052358570.0322309.01082E-100.000030021.08076042349890.0308max=（t）=0.2961N/mm212、混凝土抗裂验算28d混凝土抗拉强度ftk2.01N/mm2抗裂安全度Kftk/max=6.791.15满足抗裂条件，故知不会出现裂缝6大大体体积积混混凝凝土土浇浇筑筑裂裂缝缝控控制制施施工工计计算算有有关关数数据据1每公斤水泥水化热Q（J/kg）225275325425525普通水泥201243289377461矿渣水泥188205247335计计算算取取值值3772计算水化热温升时的m值浇筑温度（）51015202530m（1/d）0.2950.3180.340.3620.3840.406计计算算取取值值0.3843不同龄期和浇筑厚度的降温系数混凝土龄期t浇筑层厚度（m）计计算算取取值值（d）11.251.52.53430.360.420.490.650.680.740.6560.290.310.460.620.670.730.6290.170.190.380.590.630.720.59120.090.110.290.480.570.650.48150.050.070.210.380.450.550.38180.030.040.150.290.360.460.29210.010.030.120.230.30.370.23240.080.190.250.30.19270.050.160.210.250.16300.040.150.190.240.154各种保温材料的导热系数（W/mK）材料名称密度（kg/m3）导热系数（W/mK）木模板500-7000.23钢模板58草袋1500.14木屑0.17红砖19000.43普通混凝土24001.51-2.33空气0.03水10000.58矿棉、岩棉110-2000.031-0.065沥青矿棉毡100-1600.033-0.052膨胀蛭石80-2000.047-0.07沥青蛭石板350-4000.081-0.105膨胀珍珠岩40-3000.019-0.065泡沫塑料25-500.035-0.047计计算算取取值值草袋0.145传热系数修正值Kb1.3-2.0计计算算取取值值1.656砼收缩变形不同条件影响的修正系数M1M10水泥品种M1水泥细度M2骨料M3水灰比M4矿渣水泥1.2515000.9砂岩1.90.20.65快硬水泥1.1220000.93砾砂10.30.85低热水泥1.130001无粗骨料10.417石灰矿渣水泥140001.13玄武岩花岗岩10.51.21普通水泥150001.35石灰岩10.61.42火山灰水泥160001.68白云岩0.950.71.62抗硫酸盐水泥0.7870002.05石英岩0.80.81.82水泥浆量（%）M5t（d）M6w（%）M7r-M8150.9121.11/1251.250.00.54/0.2120131.09/0.98301.180.10.76/0.78251.241.07/0.96401.100.21301.4551.04/0.94501.000.31.03351.7561/0.9600.880.41.2/1.05402.1100.96/0.89700.770.51.13/-452.55141800.93/0.8480900.7/0.540.60.71.41.43/-操作方法M9EaAa/EbAbM10机械振捣1.000.001.00手工捣固1.100.050.85蒸气养护0.850.100.76高压釜处理0.540.150.680.200.610.250.55注：

分子为自然状态下硬化，分母为加热状态下硬化。

r-水平半径的倒数（cm-1）为构件截面周长（L）与截面积（A）之比，r-=L/A。

配筋率EaAa/EbAb其中Ea钢筋的弹性模量（N/mm2）级钢210000、级钢200000Aa钢筋的截面积（mm2）Eb混凝土的弹性模量（N/mm2）Ab混凝土的截面积（mm2）计计算算取取值值M1普通水泥1.00M2水泥细度为5000孔1.35M3骨料为花岗岩1.00M4水灰比为0.461.05M5水泥浆量为0.271.32M6自然养护28天0.93M7环境相对湿度为70%0.77M8水力半径的倒数为0.0160.564M9机械振捣1.00M10配筋率0.0050.907混凝土的弹性模量E0和抗拉强度ft砼强度等级弹性模量抗拉强度砼强度等级弹性模量抗拉强度（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）（N/mm2）C15220001.27C40325002.39C20255001.54C45335002.51C25280001.78C50345002.64C30300002.01C55355002.74C35315002.20C60360002.858计计算算取取值值30000300002.012.018考虑混凝土徐变影响的松弛系数S（t）龄期S（t）计计算算取取值值01浇筑前浇筑后0.50.6263天0.570.18610.6176天0.5190.20820.599天0.4750.21230.5712天0.4420.21570.50215天0.4110.230100.46218天0.3890.252150.41121天0.3690.301200.37424天0.3550.367280.33627天0.3410.473400.30630天0.3311.000600.288900.2849混凝土的外约束系数R岩石地基可滑动的垫层一般地基100.250.50计计算算取取值值0.2510混凝土的泊松比0.150.20计计算算取取值值0.1511地基水平阻力Cx1地基条件Cx（N/mm3）软粘土0.01-0.03一般砂质土0.03-0.06坚硬粘土0.06-0.10风化岩、低强度混凝土垫层0.60-1.00C10以上混凝土垫层1.00-1.50计计算算取取值值0.0612混凝土运输时热损失值运输工具混凝土容积（m3）值搅拌运输车60.0042开敞式自卸汽车1.40.0037封闭式自卸汽车20.0017保温手推车0.150.007不保温手推车0.750.01吊斗10.00159大大体体积积混混凝凝土土浇浇筑筑裂裂缝缝控控制制的的施施工工计计算算KF001裂缝控制原理在大体积混凝土浇筑前，根据施工拟采取的防裂措施和现有的施工条件，先计算混凝土的水泥水化热的绝热最高温升值、各龄期收缩变形值、收缩当量温差和弹性模量，然后通过计算，估量可能产生的最大温度收缩应力，如不超过混凝土的抗拉强度，则表示所采取的防裂措施能有效控制、预防裂缝的出现；如超过混凝土的抗拉强度，则可采取措施调整混凝土的入模温度、降低水化热温升值、降低混凝土内外温差、改善施工操作工艺和混凝土拌合物性能、提高抗拉强度或改善约束等技术措施重新计算，直至计算的应力在允许的范围。

1、计算参数钢筋混凝土底板尺寸长度l（m）宽度b（m）厚度h（m）40201.30混凝土标号C30、S6混凝土配合比水泥水砂石粉煤灰外加剂425#普通中砂碎石5-3110.461.82.860.170.016kg/m33801756841087656.08混凝土浇筑温度Tj（）25混凝土入模温度T0（）282、混凝土的最终绝热温升Tmax（）Tmax=WQ/（c）=61.5其中W-每立方米混凝土中水泥用量（kg/m3）380Q-每公斤水泥水化热量（kJ/kg）377c-混凝土的比热（J/kgK）0.97-混凝土的密度（kg/m3）24003、各龄期混凝土的绝热温升T（t）（）T（t）=Tmax（1e-mt）其中m-经验系数（随水泥品种、比表面及浇筑温度而异）0.384e-常数2.718t（d）-混凝土的龄期计算结果混凝土龄期t（d）T（t）（）342.1655.4959.61260.91561.31861.52161.52461.52761.53061.54、各龄期混凝土内部最高温度Tn（t）（）Tn（t）=Tj+T（t）其中-不同龄期和浇筑厚度的降温系数查表混凝土龄期t（d）30.6560.6290.59120.48150.38180.29210.23240.19270.16300.15计算结果混凝土龄期t（d）Tn（t）（）Tn（t）（）352.4659.3-7.0960.2-0.81254.25.91548.35.91842.85.52139.13.72436.72.52734.81.83034.20.6混凝土龄期t（d）与外界气温之差T1（t）（）T1（t）Tn（t）-Tj327.4634.3935.21229.21523.31817.82114.12411.7279.8309.25、各龄期混凝土表面温度Tb（t）（）Tb（t）=Tq+4h（H-h）T1（t）/H2其中Tq-不同龄期的大气平均温度（）25H-混凝土的计算厚度（m）H=h+2h=2.32h-混凝土的虚厚度（m）h=K/=0.51K-计算折减系数0.666-混凝土的导热系数（W/mK）2.33-模板及保温层的传热系数（W/m2K）=1/（i/i+1/q）=3.04i-各种保温材料的厚度（m）草袋0.04i-各种保温材料的导热系数（W/m2K）0.14q-空气层传热系数（W/m2K）23计算结果混凝土龄期t（d）Tb（t）（）343.8648.6949.11245.11541.01876.52160.72450.22742.23039.6龄期t（d）内部温度与表面温度之差表面温度与大气温度之差T2（t）Tn（t）-Tb（t）（）T3（t）=Tb（t）-Tq（）38.618.8610.823.6911.024.1129.220.1157.316.018-33.751.521-21.635.724-13.525.227-7.417.230-5.414.66、各龄期混凝土收缩相对变形值y（t）y（t）y0（1e-0.01t）M1M2M3M10其中混凝土在标准状态下的最终（极限）收缩值y00.000324混凝土收缩变形不同条件影响修正系数MM1普通水泥1.00M2水泥细度为5000孔1.35M3骨料为花岗岩1.00M4水灰比为0.461.05M5水泥浆量为0.271.32M6自然养护28天0.93M7环境相对湿度为70%0.77M8水力半径的倒数为0.0160.56M9机械振捣1.00M10配筋率0.0050.90M1M2.M10=0.68计算结果混凝土龄期t（d）y（t）36.51926E-0661.28459E-0591.89855E-05122.49437E-05153.07259E-05183.63371E-05214.17826E-05244.70671E-05275.21955E-05305.71723E-057、各龄期混凝土的当量温差Ty（t）（）Ty（t）y（t）/其中-混凝土的线膨胀系数0.00001计算结果混凝土龄期t（d）Ty（t）（）Ty（t）（）30.6561.280.6391.900.61122.490.60153.070.58183.630.56214.180.54244.710.53275.220.51305.720.508、各龄期混凝土的弹性模量E（t）（N/mm2）E（t）E0（1e-0.09t）其中E0-混凝土的最终（28d）弹性模量（N/mm2）30000计算结果混凝土龄期t（d）E（t）（N/mm2）3709861251791665312198111522222182406221254672426539272735830279839、混凝土的综合温度差Tt（）T（t）=T1（t）-Th其中Th-混凝土浇筑后达到稳定时的温度（）20.0计算结果混凝土龄期t（d）T（t）（）614.34915.16129.24153.3118-2.1721-5.8524-8.3127-10.1530-10.7710、各龄期混凝土的温度（包括收缩）应力（t）（N/mm2）（t）=-E（t）T（t）S（t）R/（1-）其中S（t）-考虑混凝土徐变影响的松弛系数查表混凝土龄期t（d）S（t）60.51990.475120.442150.411180.389210.369240.355270.341300.331R-混凝土的外约束系数0.25-混凝土的泊松比0.15计算结果混凝土龄期t（d）（t）（N/mm2）6-0.27409-0.352712-0.238115-0.0889180.0598210.1617240.2302270.2786300.293411、计算结论28d混凝土抗拉强度ft2.01N/mm2通过计算，说明由于降温和收缩产生的温度应力小于混凝土的抗拉强度，可采取一次连续浇筑混凝土底板，不会产生贯穿的有害裂缝。

大大体体积积混混凝凝土土浇浇筑筑后后裂裂缝缝控控制制的的施施工工计计算算KF001裂缝控制原理在大体积混凝土浇筑后，应根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，分别计算各降温阶段的混凝土温度收缩应力。

如累计的总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度，则说明采取的防裂措施能够有效控制和预防有害裂缝的出现，如超过该阶段的混凝土抗拉强度，则应采取措施加强养护，减缓其降温的速度，提高该龄期的混凝土抗拉强度，以达到控制裂缝的出现。

12、各龄期混凝土实际水化热最高温升值Td（）Td=TnT0其中Tn-各龄期混凝土温度值计算结果混凝土龄期t（d）Td（）324.4631.3932.21226.21520.31814.82111.1248.7276.8306.213、混凝土水化热平均温度Tx（t）（）Tx（t）=Tb+2（Tn-Tb）/3计算结果混凝土龄期t（d）Tx（t）（）Tx（t）（）349.5655.8-6.3956.5-0.71251.25.31545.95.31854.0-8.22146.37.72441.25.22737.33.93036.01.314、各龄期混凝土综合温差T（t）（）T（t）=Tx（t）+Ty（t）计算结果混凝土龄期t（d）T（t）（）6-5.69-0.1125.9155.918-7.6218.3245.7274.4301.815、各龄期混凝土总温差T0（t）（）T0（t）=T（t）=18.516、最大温度应力值（t）（N/mm2）（t）=/（1-）（1-1/（coshl/2）（E（t）T（t）S（t）其中-约束状态影响系数=（Cx/（hE（t）1/2Cx-地基水平阻力系数（N/mm3）0.06l-混凝土结构物长度（mm）40000S（t）-考虑混凝土徐变影响的松弛系数查表混凝土龄期t（d）S（t）60.20890.212120.215150.23180.252210.301240.367270.473301计算结果龄期t（d）Cx/（hE（t）cosh（l/2）E（t）TtS（t）（t）63.6874E-090.000060721.83270680-14636-0.078292.7715E-090.000052641.60743367（420）-0.0019122.3297E-090.000048271.50326825251090.0989152.077E-090.000045571.44496139301090.1091181.9181E-090.000043801.40878751（46164）-0.1576211.8123E-090.000042571.38489291633060.2070241.7391E-090.000041701.36844851553510.1753271.687E-090.000041071.35680926567050.1754301.6493E-090.