雅昌小说

第12章 水工大体积混凝土结构设计中的若干问题（第4页）

　　对常用的混凝土和钢筋种类，在低配筋的情况，由钢筋承担的轴力只占总轴力的5%左右，因此可近似地略去不计，取nu=fcbh。将nu代入式（12-5），即可得出

　　式中n——轴向压力设计值，按本教材第2章式（2-36）～式（2-38）计算；

　　fc——混凝土轴心抗压强度设计值，按本教材附录2表1取用；

　　——受压钢筋最小配筋率，按本教材附录4表3取用。

　　式（12-4）和式（12-7）与墩墙厚度无关，所以不论墩墙厚度增大到多少，纵向钢筋的总量将保持不变。当然，对墩墙而言，受压纵向钢筋的总量除按上述计算外，还应满足构造配筋要求，例如闸墩墩墙每侧每米配筋至少不少于3根，竖向钢筋直径不能过细，一般不小于16mm等。

　　dlt5057—2009规范对最小配筋率的规定，在原则上与sl191—2008规范完全相同，但在pmin的具体数值上稍有差异，对卧置在地基上的厚板所规定的配筋下限也有所不同，详见规范。

　　12。2温度作用下混凝土抗裂验算及温度配筋

　　大体积混凝土在硬结过程中会产生可观的水泥水化热，使浇筑块温度有明显上升。在升温期间，若遇外界温度骤降或块体内部温度过高，块体内部与表层形成很大温差时，就会使表层产生较大的拉应力，导致产生早期表层裂缝或进一步形成贯通性裂缝。

　　块体升温达最高值后，热量向周围介质（空气、水或基岩）传导或散发，温度开始下降。当结构底部的温度变形受到基岩或老混凝土的约束无法自由伸缩时，就有可能发生深层的基础裂缝。

　　当结构温度最终稳定后，外界温度（气温、库水温）的变化也有可能使结构构件开裂。

　　水工混凝土结构中的大部分裂缝属于温度裂缝或干缩裂缝，特别是在大体积混凝土结构中，由温度作用产生的应力常比其他外荷载产生的应力的总和还大。因此，大体积混凝土的温度控制计算是十分重要的。温度问题主要应从控制温度和改善约束两方面来解决：前者是指预冷骨料、冰屑拌和等以降低浇筑温度；改善级配、减少水泥用量、使用低热水泥等以减小水泥水化热；热天浇筑时遮阳防晒，严寒时隔温保温等以避免混凝土表层温度梯度过大；必要时，预埋冷却水管，通水降温。后者是指合理分缝分块、缩小约束范围，加快内部热量的散发；合理安排施工程序使相邻浇筑块的高差不过大等。

　　想用配置钢筋的办法来防止温度裂缝的发生是完全不可能的，但配置适量的温度钢筋可以限制裂缝开展的宽度，有利于减轻发生裂缝后的严重性。

　　混凝土结构的温控设计计算是相当困难和复杂的，因此一般只对重要的大体积混凝土才计算温度作用。当结构纵向设有伸缩缝，其间距小于规定的伸缩缝最大间距时，对结构纵向分析中就可不计入温度作用。高度不大（15～30m）的混凝土块体，也可不进行温度计算，只需参照类似工程的经验，做好温控措施。

　　本节介绍抗裂验算及温度配筋所需的一些基本知识。

　　12。2。1混凝土的热学性能指标

　　温控设计中用到的混凝土热学性能指标主要有：

　　（1）比热c。1kg质量的混凝土温度升高1c所需的热量称为比热，单位为kj（kg·c）。

　　（2）导热系数λ。面积为1m2及厚度1m的混凝土，当其两侧面存在1c温差时，在1h中传导过来的热量，称为导热系数，单位为kj（m·h·c）。

　　（3）导温系数a。在热传导计算中，c、λ与质量密度p常以组合形式

　　出现，取

　　，称为导温系数，单位为m2h。

　　（4）放热系数β。设固体表面温度高于气温1c，在1m2表面上每小时散发的热量称为放热系数，单位为kj（m2·h·c）。

　　（5）线热胀系数αc。混凝土温度变化1c时单位长度的线性胀缩变形称为线热胀系数，它与骨料性质有关，单位为1c。

　　混凝土的热学性能指标应由试验或专门研究确定。一般工程或初步设计时，则可参考表12-3所列数值。

　　表12-3混凝土热学特性指标

　　12。2。2浇筑温度、水化热绝热温升及外界温度

　　混凝土块体的温度场与块体的浇筑温度、本身的水泥水化热温升以及外界介质的温度有关。

　　1。浇筑温度tp

　　浇筑温度tp可按下式计算

　　式中t0——混凝土拌和后的机口温度，忽略拌和过程中的热量流失或流入的影响；