混凝土计算时的常用公式!

混凝土温度计算公式
1.最大绝热温升(二式取其一)
(1)th=(mc+k·f)q/c·ρ
(2)th=mc·q/c·ρ(1-e-mt)
式中 th——混凝土最大绝热温升(℃);
mc——混凝土中水泥(包括膨胀剂)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0.25~0.30;
q——水泥28d水化热(kj/kg)查表;
c——混凝土比热、取0.97[kj/(kg·k)];
ρ——混凝土密度、取2400(kg/m3);
e——为常数,取2.718;
t——混凝土的龄期(d);
m——系数、随浇筑温度改变。
t1(t)=tj+th·ξ(t)
式中 t1(t)——t龄期混凝土中心计算温度(℃);
tj——混凝土浇筑温度(℃);
ξ(t)——t龄期降温系数
3.混凝土表层(表面下50~100mm处)温度
1)保温材料厚度(或蓄水养护深度)
δ=0.5h·λx(t2-tq)kb/λ(tmax-t2)
式中δ——保温材料厚度(m);
λx——所选保温材料导热系数[w/(m·k)]
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2.33w/(m·k);
tmax——计算得混凝土最高温度(℃);
计算时可取t2-tq=15~20℃
tmax=t2=20~25℃
kb——传热系数修正值,取1.3~2.0
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2.33w/(m•k);
tmax——计算得混凝土最高温度(℃);
计算时可取t2-tq=15~20℃
tmax=t2=20~25℃
kb——传热系数修正值,取1.3~2.0
传热系数修正值
保温层种类k1k2
1纯粹由容易透风的材料组成(如:草袋、稻草板、锯末、砂子)2.63.0
2由易透风材料组成,但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.3
3在易透风保温材料上铺一层不易透风材料1.61.9
4在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.5
5纯粹由不易透风材料组成(如:油布、帆布、棉麻毡、胶合板)1.31.5
注:1.k1值为一般刮风情况(风速<4m/s,结构位置>25m);
2.k2值为刮大风情况。
2)如采用蓄水养护,蓄水养护深度
hw=x•m(tmax-t2)kb•λw/(700tj+0.28mc•q)
式中 hw——养护水深度(m);
x——混凝土维持到指定温度的延续时间,即蓄水养护时间(h);
m——混凝土结构表面系数(1/m),m=f/v;
f——与大气接触的表面积(m2);
v——混凝土体积(m3);
tmax-t2——一般取20~25(℃);
kb——传热系数修正值;
700——折算系数[kj/(m3•k)];
λw——水的导热系数,取0.58[w/(m•k)]。
3)混凝土表面模板及保温层的传热系数
β=1/[σδi/δi+1/βq]
式中 β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[w/(m2•k)];
δi——各保温材料厚度(m);
λi——各保温材料导热系数[w/(m•k)];
βq——空气层的传热系数,取23[w/(m2•k)]。
4)混凝土虚厚度
h'=k•λ/β
式中 h'——混凝土虚厚度(m);
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土导热系数,取2.33[w/(m•k)]。
5)混凝土计算厚度
h=h+2h'
式中 h——混凝土计算厚度(m);
h——混凝土实际厚度(m)。
6)混凝土表层温度
t2(t)=tq+4•h'(h-h')[t1(t)-tq]/h2
式中 t2(t)——混凝土表面温度(℃);
tq——施工期大气平均温度(℃);
h'——混凝土虚厚度(m);
h——混凝土计算厚度(m);
t1(t)——混凝土中心温度(℃)。
4.混凝土内平均温度
tm(t)=[t1(t)+t2(t)]/2
应力计算公式
1.地基约束系数
(1)单纯地基阻力系数cx1(n/mm3)
(2)桩的阻力系数
cx2=q/f
式中 cx2——桩的阻力系数(n/mm3);
q——桩产生单位位移所需水平力(n/mm);
当桩与结构铰接时 q=2e·i〔knd/(4e·i)]3/4
当桩与结构固接时 q=4e·i[knd/(4e·i)]3/4
e——桩混凝土的弹性模量(n/mm2);
i——桩的惯性矩(mm4);
kn——地基水平侧移刚度,取1×10-2(n/mm3);
d——桩的直径或边长(mm);
f——每根桩分担的地基面积(mm2)。
(3)大体积混凝土瞬时弹性模量
e(t)=e0(1-e-0.09t)
式中 e(t)——龄期混凝土弹性模量(n/mm2);
e0——28d混凝土弹性模量(n/mm2),
e——常数,取2.718;
t——龄期(d)。
(4)地基约束系数
β(t)=(cx1+cx2)/h·e(t)
式中β(t)——t龄期地基约束系数(1/mm);
h——混凝土实际厚度(mm);
cx1——单纯地基阻力系数(n/mm3),
cx2——桩的阻力系数(n/mm3);
e(t)——t龄期混凝土弹性模量(n/mm2)。
2.混凝土干缩率和收缩当量温差
(1)混凝土干缩率
εy(t)=ε0y(l-e-0.01t)m1·m2…m10
式中εy(t)——t龄期混凝土干缩率;
ε0y——标准状态下混凝土极限收缩值,取3.24×10-4;
m1·m2…m10——各修正系数,
(2)收缩当量温差
ty(t)=εy(t)/α (10-56)
式中 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(1/`c)。
3.结构计算温差(一般3d划分一区段)
δti=tm(i)―tm(i+3)+ty(i+3)―ty(i)
式中 δti——i区段结构计算温差(℃);
tm(i)——i区段平均温度起始值(℃);
tm(i+3)——i区段平均温度终止值(℃);
ty(i+3)——i区段收缩当量温差终止值(℃);
ty(t)——i区段收缩当量温差始始值(℃)。
4.各区段拉应力
(10-58)
式中 σi——i区段混凝土内拉应力(n/mm2);
——i区段平均弹性模量(n/mm2);
——i区段平均应力松弛系数;
——i区段平均地基约束系数;
l——混凝土最大尺寸(mm);
ch——双曲余弦函数。
5.到指定期混凝土内最大应力
式中 σmax——到指定期混凝土内最大应力(n/mm2);
ν——泊桑比,取0.15。
6.安全系数
k=ft/σmax
式中 k——大体积混凝土抗裂安全系数,应≥1.15;
ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值(n/mm2)
平均整浇长度(伸缩缝间距)
1.混凝土极限拉伸值
εp=7.5ft(0.1+μ/d)10-4(lnt/ln28)(10-61)
式中εp——混凝土极限拉伸值;
ft——混凝土抗拉强度设计值(n/mm2);
μ——配筋率(%),μ=fa/fc;
d——钢筋直径(mm);
ln——以e为底的对数;
t——指定期龄期(d);
fa——钢筋截面积(rn2);
fc——混凝土截面积(m2)。
2.平均整浇长度(伸缩缝间距)
式中 [lcp]——平均整浇长度(伸缩缝间距)(mm);
h——混凝土厚度(mm);
e(t)——指定时刻混凝土弹性模量(n/mm2);
cx——地基阻力系数(n/mm3),cx=cx1+cx2;
arch——反双曲余弦函数;
△t——指定时刻的累计结构计算温差(℃)。