大体积混凝土裂缝控制计算方法

　　1、概况

　　某电厂汽轮发电机基座底板外形尺寸44.9m× 15.7m。底板底标高-7.0m，厚3.2m。属大体积混凝土，强度等级c30

　　2、配合比

　　3、外部及养护条件

　　混凝土浇筑时间约在6月底，取最高气温35℃，最低气温15℃，入模温度25℃。

　　4、混凝土浇筑前裂缝控制计算

　　分别计算3d、7d、14d、21d最大温度收缩应力。

　　4.1、最大绝热温升及各龄期温升

　　th=(mc+k?f)q/c?ρ

　　=(323+0.25×57)×375/0.97×2400

　　=54(℃)

　　th?—混凝土最大绝热温升（℃）；

　　mc—混凝土中水泥用量（kg/m3）；

　　f—混凝土活性掺合料用量（kg/m3）；

　　k—掺合料折减系数。粉煤灰取0.25；

　　q—水泥28d水化热（kj/kg），p.s42.5取375；

　　c—混凝土比热，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保温材料厚度

　　(按混凝土内外温差20℃考虑)：（棉被）

　　δ=0.5h?λx(t2-tq)kb/λ(tmax- t2)

　　δ—保温材料厚度（m）；

　　λx—所选保温材料导热系数[w/（m.k）]，棉被取值为0.06；

　　t2—混凝土表面温度(℃)

　　tq—施工期大气平均温度(℃)

　　λ—混凝土导热系数，取2.33 w/（m.k）

　　tmax—计算得混凝土最高温度(℃)

　　t2-tq取20℃，tmax- t2取20℃

　　δ= 0.5×3.2×0.06×1.3/2.33

　　= 0.053(m)

　　4.3混凝土各龄期弹性模量

　　e(t)=e0(1-e-0.09t)      e0=3 ×104n/mm2(c30     28d混凝土弹性模量)

　　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各龄期混凝土收缩变形及收缩当量温差

　　ε0y(t)= εy0(1-e-0.01t)m1…m10=1.98εy0(1-e-0.01t) 其中m1=1.25(矿渣水泥)；m2=1.35(水泥)；m3=1（石灰岩）；m4=1.2（w/c=0.47）；m5=1.45(水泥浆量30%)；m6=0.93(养护14d)；m7=0.7(相对湿度80%)；m8=1.15；m9=1（机械振捣）；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

　　收缩当量温差

　　ty(t)= εy(t)/α

　　ty(t)—t龄期混凝土收缩当量温差(℃) α—混凝土线膨胀系数（1×10-5）

　　ty(3)=1.92℃    ty(7) =4.36℃    ty(14) =8.4℃    ty(21) =12.12℃

　　4.5混凝土最大综合温差绝对值

　　△t=t0+  t(t)+ ty(t)- th

　　△t—混凝土最大综合温差绝对值

　　t0—混凝土浇筑入模温度，取25℃

　　th—外部环境温度，因现场养护时间约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各龄期温度收缩应力

　　σ —混凝土温度应力

　　s（t）—考虑徐变影响的松驰系数，取0.4

　　r—混凝土外约束系数，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

　　安全系数k=1.5/1.28=1.17＞1.15，不会产生裂纹。