Расчетное обоснование параметров бетонирования монолитных конструкций с оптимизацией энергозатрат

Министерство образования Российской Федерации

Сибирский государственный индустриальный университет

Кафедра строительного производства и

управления недвижимостью

Задача № 1

Расчетное обоснование параметров бетонирования монолитных конструкций с оптимизацией энергозатрат

Выполнил: ст. гр. СПС-99

Принял:

Новокузнецк, 2002

Содержание

1. Определение модуля поверхности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
2. Определение приведенного коэффициента теплопередачи опалубки . . . . .	3
3. Определение теплообменного обобщенного параметра. . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
4. Определение температурной функции твердения бетона в фундаменте. . .	4
5. Определение врем. обобщенного пар-ра и средней темпер-ой функции. . .	5
6. Определение ср. темп-ры бетона в любой точке фундамента при остывании.	5
7. Определение продолжительности твердения бетона до 0°С. . . . . . . . . . . . . .	6
8. Определение кол-ва градусов часов за период тв-ния бетона в любой точке ф-та. .	6
9. Построение температурных и прочностных полей в фундаменте. . . . . . . . .	7
10. Оптимизация энергозатрат при бетонировании фундамента под колонны. .	9
10.1. Экономия энергозатрат при бетонировании на мерзлом основании.	9

1.  Определение модуля поверхности фундамента

Строение фундамента показано на рис.1.

Рис.1. Строение фундамента.

М_n=F_ост/V_бет , м^-1

где F_ост – площадь остывания, м²

V_бет – объем бетонирования, м³   

 

а) раздельная технология бетонирования фундамента.

М_n¹=(25•1²+20•1²)/25•1³=1.8м^-1

М_n²=(70•1²)/25•1³=2.8м^-1 

М_n³=(9•1²+12•1²)/9•1³=2.3м^-1                                       

М_n⁴=(5•1²/1³=5м^-1

б) комплексная технология бетонирования.

М_n⁴=(61•1²)/35•1³=1.7м^-1

М_n⁵=(86•1²)/35•1³=2.5м^-1

2.  Определение приведенного коэффициента теплопередачи опалубки.

Строение опалубки принимаем по [1;табл 21] (вариант 2).

Рис. 2. Строение опалубки.

где δ_i – толщина i – го слоя опалубки, м,

К=1/(1/a+Sⁿ_lid_i/ λ_i)

λ_i – соответствующий коэффициент теплопроводности, Вт/м²·С^о,

α – коэффициент теплопередачи у наружной поверхности ограждения, Вт/м²·С^о, ( по заданию α=40)

К=1/(1/40+0.05/0.49+0.004/0.17)=6.6

3.  Определение теплообменного обобщенного параметра

(число био)

В_i=K/ λ• М_n

где λ=1,86 Вт/м²·С^о, а) для раздельного бетонирования

В_i¹=6.6/(1.86•1.8)=1.97                       

В_i²=6.6/(1.86•2.8)=1.27                       

В_i³=6.6/(1.86•2.3)=1.54                       

В_i⁴=6.6/(1.86•5)=0.7                        

б)для комплексного бетонирования

В_i⁵=6.6/(1.86•1.7)=2.09                       

В_i⁶=6.6/(1.86•2.5)=1.42                       

4. Определение температурной функции твердения бетона в фундаменте

  q₁= (t_k – t_с)/( t_с+ К_q•t_q - t_с)

  где t_k=0⁰C – конечная температура твердения бетона,

          t_с=-10 – температурная среда на строительной площадке, где выполняется бетонирование фундамента,

           t₀ – начальная температура бетона, на начальном этапе принимается t₀=40…60 ^оС,

К_q=(1+0.34•В_i)•R%/100

          R,% - относительная прочность бетона в момент распалубки фундамента (70% от R₂₈),

            t_q – максимальный подъем температуры бетона за счет экзотермии цемента,

 t_q= (q• Ц)/ c•g

q=350 кДж/кг – удельное тепловыделение цемента,   

Ц =340 кг/м³  - удельный  расход цемента,

c = 0,86 кДж/кг°С - удельная теплоемкость бетона;

g = 2400 кг/м³ – средняя плотность бетона;

t_q=350•340/0.86•2400=58^°С

а) для раздельного бетонирования

К_q1=(1+0.34•1.97) •70/100=1.17         

К_q2=(1+0.34•1.27) •70/100=1.0

К_q3=(1+0.34•1.54) •70/100=1.1

К_q4=(1+0.34•0.7) •70/100=0.87                                         

б) для комплексного бетонирования

 К_q5=(1+0.34•2.09) •70/100=1.19         

К_q6=(1+0.34•1.42) •70/100=1.04