Расчет режима прогревного выдерживания конструкции несущей стенки монолитного дома
Министерство образования Российской Федерации
Сибирский государственный индустриальный университет
Кафедра “Строительное производство и управление недвижимостью”
Задача
по дисциплине “Технология монолитного домостроения”
Выполнил: |
Студент гр. СПО – 992 Бородина О.С. |
Руководитель: |
Пшонкин Н.Г. |
Новокузнецк 2003
Исходные данные для расчета:
Бетон стены;
Металлическая опалубка;
Трубчатые электрообогреватели;
Эффективный утеплитель;
Ограждение (фанера).
Вариант №3
Толщина стены: 0,4 м;
Температура воздуха: -20 0С;
Скорость ветра: 5 м/с;
Толщина металлической опалубки:
=5
мм;Теплопроводность:
=52
Вт/м . 0С;Толщина теплоизоляции:
=60
мм;Теплопроводность:
=0,056
Вт/м . 0С;Толщина ограждения:
=10
мм;Теплопроводность:
=0,17
Вт/м . 0С;Бетон на портландцементе М 400;
Толщина нагруженной стенки:
=0,4
м;Теплопроводность:
=1,2
Вт/м . 0С;Удельная теплоемкость: Сбет=1,5 кДж/кг . 0С;
Средняя плотность:
=1450
кг/м3.
Требуется:
Рассчитать режим прогревного выдерживания конструкции типа нагружения - несущая стенка монолитного дома.
Решение:
Определение массивности (модуля поверхности):
;
где Fопал – площадь опалубливаемой поверхности;
V – объем монолита бетона;
b - 0,5 толщины стены.
Определяем коэффициент теплопередачи опалубки:
Кпр=1,5 . Кбезпр=1,5 . 0,86=1,29,
где Кпр – коэффициент прогрева;
Кбезпр – коэффициент безпрогрева:
,
где
- начальный
коэффициент
теплопередачи
от поверхности
опалубки во
внешнюю среду
(при скорости
ветра vв=5
м/с;
=26,56
Вт/м2 . 0С);
.
По монограмме определяем предельно допустимую удельную мощность опалубки:
W=590 Вт/м2, при Мп=5 м-1; tв=-200С; Кпр=1,29, т.к W=f (Мп; Кпр).
Определяем теплообменный обобщенный параметр:
,
Определяем временной обобщенный параметр:
,
где
- время прогрева,
час;
.
По графикам функций определяем значения
:
Для расчета температуры в центре и на поверхности бетона при Вi=0,215 и F0=0,75:
; 
;
;
.
Определяем температуру бетона в центре стенки:
tбц=to-(1-
)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,89)(8+20-590/1,29)=55,2
0С.
Определим температуру бетона на поверхности стенки:
tбп=to-(1-
)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,8)(8+20-590/1,29)-93,9
0С.
Определим среднюю температуру за период прогрева в центре стенки:
=to-(1-
)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,95)(8+20-590/1,29)=29,5
0С.
Определим среднюю температуру за период прогрева на поверхности стенки:
=to-(1-
)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,89)(8+20-590/1,29)=55,2
0С.
Определим количество градусов и прочность бетона стенки за период прогрева в центре:
=>
25%.
Определим количество градусов и прочность бетона стенки за период прогрева на поверхности:
=>
48%.
Определяем начальную температуру бетона для охлаждения после отключения термоопалубки:
.
Определяем температурную функцию
бетона на период
остывания:
.
Определяем число Фурье F0 при Bi=0,215 и
=0,21=>F0=9,2.Определяем функцию
:
при F0=9,2 и Bi=0,215=>
=0,7.Определяем продолжительность остывания бетона до 00С:
.
Определяем среднюю температуру за период остывания до 00С:
.
Определяем количество градусов за период остывания в бетоне:
.
Определяем общее количество градусов:
Nобщ = N1+N2=828+8500,8=9328,8 0С . ч => 97%.
Вывод:
Необходимо изменить удельную мощность, а также уменьшить время прогрева, которое соответствует температуре наружного воздуха для выполнения оптимизации энергозатрат, соответственно расчетом достичь обеспечения условия по прочности бетона: R=70%R28.