附录四 坝体混凝土温度和温度应力计算.doc

附录四 坝体混凝土温度和温度应力计算 ? —、温度计算 1.坝体混凝土的初期温度计算(有内热源的温度场计算) (1)计算目的： 坝体混凝土的初期温度计算目的，主要是确定基础块混凝土(或靠近老混凝土块的混凝土)中的最高温度T，以便控制基础温差，最高温度T可按下式计算： (附79) 式中 Tj——混凝土的浇筑温度(℃，以下均同)，或称入仓温度； Tr——混凝土因水化热和其他原因产生的最高温升。 (2)混凝土的浇筑温度计算： (附80) 式中 To——混凝土的拌和(即出机口)温度(忽略拌和中的热量损失或热量流入影响)； Tq——混凝土浇筑时的平均气温； ——考虑混凝土在拌和、装卸、运输、转运和浇筑过程中热量损失或倒罐的系数。在一般的现场条件下，=0.2～0.3，当运距较长，转运手续较多以及采用人工方法浇筑时，( =0.4～0.5。混凝土的拌和温度按下述公式计算： (附81) 式中 Wi——每立米混凝土中各种原材料的重量，kg/m3； Ci——混凝土各种原材料的比热，kcal/(kg·℃)； Ti——混凝土各种原材料的温度。 注：①在公式(附81)中未考虑骨料含水率的影响，当骨料含水率较大，不宜忽略时，应在公式中加以考虑。 ②当在混凝土拌和中加入冰屑时，应考虑冰的潜热(80kcal/kg)和有效利用系数0.7～0.8。 ③应考虑混凝土拌和时，拌和机发出的机械热，在没有实测资料情况下，可用350kcal。 ④在缺乏具体资料时，各种原材料的比热C可按附表16采用。 附表16 材料 比热C 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 水 石英砂 普通水泥 1.0 0.166 0.108 1.0 0.176 0.123 1.0 0.186 0.148 1.0 0.200 0.180 粗 骨 料 玄武岩 白云岩 花岗岩 石灰岩 石英岩 粗面岩 0.183 0.192 0.172 0.178 0.164 0.183 0.183 0.195 0.172 0.181 0.172 0.185 0.185 0.200 0.173 0.185 0.179 0.189 0.194 0.208 0.180 0.192 0.186 0.196 ? (3)混凝土的温升计算： 混凝土入仓后的温升Tr，主要由水化热引起，此外混凝土入仓温度Tj和气温Tq的温差；浇筑块顶面(有时顶面加侧面)和冷却水管的散热以及基岩的吸热作用也对Tr有一定的影响。 对于重要的混凝土重力坝，较长的浇筑块以及在较复杂的施工条件下(预冷骨料，坝块并不均匀上升或在浇筑期中气温有较大变化者)，宜用差分法计算浇筑块的温度变化过程，直到求出浇筑块上的最高温度值，并将最高温度沿浇筑块高程画成曲线。 用差分法计算混凝土浇筑块内温度分布的基本公式为： 1)单向差分法： (附82) 式中 ——计算点(点n)在第时段的温度(参见附图14)； ——计算点在下一时段(相距)时的温度； ，——与计算点上下相邻的两点(点n-1，点n+1)在第时段的温度，这些点子与计算点相距各为； a——混凝土的导温系数，m2/d； ——计算中所取的时间分段，d； ——计算中所取的距离分段，m； ——在第时段()中由于水化热所产生的温升。水泥的水化热过程可以用公式或表示时，可按下式计算： (附83) (附84) 以上式中 ——在龄期时的累积水化热，kcal/kg； ——水泥最终发热量，kcal/kg； m——水泥发热速率参数，d-1； n——和m性质类似的常数； Th——水化热绝热温升(℃)； W——每立米混凝土中的水泥用量，kg/m3；