一个很有用的混凝土计算范本

混凝土裂缝控制的施工计算
参考资料：
　　《建筑施工计算手册》江正荣编著 2001年7月第一版
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB 50204-92施工计算部分

1 已知条件：
1.1 混凝土采用C30；此部分采用商品混凝土，根据上年亚泰商品混凝土配合比（C30）：水泥：砂：石：水＝1：1.89：3.37：0.40，水泥用量360kg／m3，砂子用量682 kg／m3，石子用量1213 kg／m3，水用量145kg／m3，掺高效减水剂，坍落度15cm；混凝土密度ρ=2400㎏/m3
1.2 水泥品种：P.O42.5；骨料中砂、石含水率均为1.5%。
1.3 预计混凝土施工时室外环境温度10℃；砂温度11℃，石温度10℃，水泥温度25℃，水温度10℃。
1.4 振捣方法：机械振捣
1.5 养生时相对湿度80%；（措施为打完混凝土后，覆盖塑料布，既不浇水，又不让原有水分跑出）
2 计算
2.1 砼拌和物温度计算
T0=0.22［（TSMS+TgMg+TcMc）+TwMw+TsMs+TgMg］÷0.22［（MS+Mg+Mc）+Mw+Ws+Wg］
　　=0.22[（11×682+10×1213+25×360）+（10×117+11×682×1.5%+10×1213×1.5%）]÷0.22 [（360+682+1213）+（145-682×1.5%-1213×1.5%）+682×1.5%+1213×1.5%]
　　=12.5℃
式中：T0——砼拌和物温度（℃）
　　　mw——水用量（㎏）
　　　mce——水泥用量（㎏）
　　　msa——砂子用量（㎏）
　　　mg——石子用量（㎏）
　　　Tw——水的温度（℃）
　　　Tce——水泥的温度（℃）
　　　Tsa——砂子的温度（℃）
　　　Tg——石子的温度（℃）
　　　wsa——砂子的含水率（%）
　　　wg——石子的含水率（%）
　　　c1——水的比热容（kJ/㎏•K）
　　　c2——冰的溶解热（kJ/㎏）
　　当骨料温度大于0℃时，c1=4.2，c2=0；
　　当骨料温度小于0℃时，c1=2.1，c2=335；
2.2 混凝土的浇筑温度计算：
　　TP=T0+（Ta-T0）(θ1+θ2)=12.5+（10-12.5）×0.104=12.24℃ 取12℃
式中：TP——混凝土的浇筑温度（℃）
T0——混凝土的拌和温度（℃）
Ta——混凝土运输和浇筑时的室外气温（℃）
θ1、θ2、θ3——温度损失系数，按以下规定取用：
⑴、 装料、运转、卸料θ1=0.032×3=0.096
⑵、 搅拌运输车运输 θ2=0.0042×10=0.042
⑶、 平仓振捣时间计30min，θ3=30×0.003=0.09
θ1+θ2+θ3=0.096+0.042+0.09=0.104
2.3 计算混凝土绝热升温值 ：
　　绝热状态下混凝土的水化热绝热升温值为：
　　 ；
上式中：
　　 ——浇完一段时间t，混凝土的绝热升温值；
　　 ——混凝土的最大水化热绝热升温值，即最终升温值；
　　 ——每立方米混凝土水泥用量，取360kg/m3；
　　 ——每千克水泥水化热量（表11-8）求得；普通水泥取Q=461J/㎏；
　　 ——混凝土比热在0.84～1.05 之间，一般取
　　 ——混凝土质量密度：取2400 kg/m3；
　　e——常数，e =2.718
　　 ——与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，由表11－9查得，一般取m=0.2～0.4；查表11-19得（m=0.406）
　　 ——可查表11-10。（P654）
　　 =0.272（1天）
　　 =0.615（3天）
　　 =0.829（7天）
　　 = =72.03℃
　　 ℃
　　 ℃
　　 ℃
2.4 混凝土收缩变形值。
　　 （P656）（P458公式5-184）
　　 ：非标准状态下混凝土任意龄期（d）的收缩变形值；
　　 ：标准状态下的最终收缩值（即极限收缩值），取3.24×10－4；（P458第4行）
　　b：经验系数，取0.01；
　　M1：水泥品种修正系数，普通水泥取1.0；（P657）（M1～M10见P458表5-55）
　　M2：水泥细度修正系数：普通水泥取3000；取1.35
　　M3：骨料品种修正系数：吉林地区为砾砂，取1.0；
　　M4：水灰比修正系数：水灰比为0.40；查表11-13取1.0；
　　M5：水泥浆量修正系数：估算一般为（水全部重量+水泥全部重量+砂子重量的30%）÷混凝土重量。每立方C30混凝土，水145kg，水泥360kg，砂子（30％）682×30%=204.6kg，混凝土重2400kg。
　　水泥浆量：（145+360+682×30%）÷2400＝29.5%，查表取M5=1.45；偏大，偏于安全。
　　M6：养护条件修正系数：一天取1.11；三天取1.09；七天取1.0。
M7：环境相对湿度修正系数，按80%计算；取0.7；
M8：构件尺寸修正系数：水力半径的倒数（ ），为构件的截面周长（L）除以截面积（A）；基础长22.25m，宽12.8m；
则周长为（38.7+15）×2=107.4m；面积为38.7×15=580.5 m2；
水力半径的倒数 ,查表取最大值1.0。
M9：振捣方法修正系数：机械振捣，取1.0；
M10：配筋率修正系数：钢筋的弹性模量×钢筋的截面积÷（混凝土的弹性模量×混凝土的截面积）
图纸给定，钢筋Φ22@150 (上层钢筋)；Φ22@150 (下层钢筋)计算单元取100×2000截面。
钢筋弹性模量为2.1×105N/mm2；
钢筋（4根）的截面积为1520mm2；
混凝土弹性模量为2.80×104N/mm2；
混凝土的截面积为100×2000=200000mm2；
则配筋率= 查表M10取0.87
　　



2.5 混凝土收缩当量温差
　　
：各龄期（d）混凝土收缩当量温差(℃)，负号表示降温；
：各龄期混凝土收缩变形值，数值见2.4条款的计算结果。
：混凝土的线膨胀系数，取1.0×10-5；
　　 ℃
　　 ℃
℃
2.6 混凝土弹性模量

：混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量（N/mm2）
：混凝土最终弹性模量（N/mm2），可近似取28d的弹性模量，也可按（施工计算手册P659表11-14）取 =2.80×104 N/mm2；
　　
　　

2.7 计算混凝土的最大综合温度差（施工计算手册P663公式11-33）

：混凝土的最大综合温度差；
T0：混凝土入模温度，由2.2条计算，为12℃
：混凝土水化热绝热温升值，取2.3条款的计算结果为19.6℃（1天）、44.3℃（3天）、59.7℃（7天）；
：混凝土收缩当量温差，取2.5条款的计算结果为-0.43℃（1天）；-1.26℃（3天）；-2.7℃（7天）；
：年平均温度，吉林地区为Th=10℃(估计)
　　 ℃
　　 ℃
　　 ℃
温差超过规范规定的25℃时，建议采用塑料薄膜覆盖，上铺草垫子，其上覆盖彩条布，使混凝土内外温差小于25℃。严禁浇水使表面降温，加大混凝土内外部温差！
2.8 混凝土的温度收缩应力
（P663 公式11-32）
：混凝土的温度收缩应力；
：混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量（N/mm2），取2.6条款计算结果：0.23×104 N/㎜2（1天）；0.672×104 N/㎜2（3天）；1.32×104 N/㎜2（7天）；
：混凝土线膨胀系数，1.0×10-5
：混凝土的最大综合温度差，取2.7条款的计算结果：14.6℃（1天）；30.3℃（3天）；39.1 ℃（7天）；
γ：混凝土的泊松比，取0.15
S（t）：混凝土徐变影响的松弛系数（表11-17）：0.06（1天）；0.186（3天）；0.21（7天）；
R：混凝土外约束系数R=1（桩基础）；R=0.3（一般土）本工程取0.8。
ft：混凝土的抗拉强度设计值ft=1.1 N/㎜2；
混凝土在第七天的降温收缩应力为:

2.9 保温厚度计算：
混凝土表面保温材料所需厚度可按公式δi=0.5hλi(Tb-Ta)K÷λ（Tmax- Tb）
式中δi：保温材料所需厚度；
h:结构厚度（m）；
λi：保温材料的导热系数（W/m.k）,可按表11-19取用；
λ：混凝土导热系数，取2.3 W/m.k；
Tmax：混凝土中心最高温度（℃）；假设62℃
Tb：混凝土表面温度（℃）；
Ta：混凝土浇筑后3-5天空气平均温度（℃）；
0.5：指中心温度向边界散热的距离，为结构厚度的一半；
K：传热系数的修正值，即透风系数。对易于透风的保温材料组成的取2.6或3.0；对不易透风的保温材料组成取1.3或1.5；对混凝土表面用一层不易透风材料，上面再用容易透风的保温材料组成，取2.0或2.3。
因混凝土内外温差不应超过25℃，否则容易出现裂缝，所以混凝土的表面温度应控制在
62℃-25℃=37℃
保温做法：先覆盖一层塑料布+草帘子+一层彩条布
草帘子厚度：δi=0.5hλi(Tb-Ta)K÷λ（Tmax- Tb）
=0.5×2.4×0.14×（37-10）×2.3÷［2.3×（62-35.9）］=0.17m.取170mm。