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:

 

1.    Бетон стены;

2.    Металлическая опалубка;

3.    Трубчатые электрообогреватели;

4.    Эффективный утеплитель;

5.    Ограждение (фанера).

Вариант №3

Ø  Толщина стены: 0,4 м;

Ø  Температура воздуха: -20 ⁰С;

Ø  Скорость ветра: 5 м/с;

Ø  Толщина металлической опалубки: =5 мм;

Ø Теплопроводность: =52 Вт/м ^{. 0}С;

Ø  Толщина теплоизоляции: =60 мм;

Ø Теплопроводность: =0,056 Вт/м ^{. 0}С;

Ø  Толщина ограждения: =10 мм;

Ø Теплопроводность: =0,17 Вт/м ^{. 0}С;

Ø  Бетон на портландцементе М 400;

Ø  Толщина нагруженной стенки: =0,4 м;

Ø Теплопроводность: =1,2 Вт/м ^{. 0}С;

Ø Удельная теплоемкость: С_бет=1,5 кДж/кг ^{. 0}С;

Ø Средняя плотность: =1450 кг/м³.

Требуется:

Рассчитать режим прогревного выдерживания конструкции типа нагружения - несущая стенка монолитного дома.

Решение:

1.    Определение массивности (модуля поверхности):

;

где F_опал – площадь опалубливаемой поверхности;

V – объем монолита бетона;

b - 0,5 толщины стены.

2.    Определяем коэффициент теплопередачи опалубки:

К_пр=1,5 ^. К_безпр=1,5 ^. 0,86=1,29,

где К_пр – коэффициент прогрева;

К_безпр – коэффициент безпрогрева:

,

где  - начальный коэффициент теплопередачи от поверхности опалубки во внешнюю среду (при скорости ветра v_в=5 м/с; =26,56 Вт/м^{2. 0}С);

.

3.    По монограмме определяем предельно допустимую удельную мощность опалубки:

W=590 Вт/м², при М_п=5 м^-1; t_в=-20⁰С; К_пр=1,29, т.к W=f (М_п; К_пр).

4.    Определяем теплообменный обобщенный параметр:

,

5.    Определяем временной обобщенный параметр:

,

где  - время прогрева, час;

.

6.    По графикам функций определяем значения :

Для расчета температуры в центре и на поверхности бетона при В_i=0,215 и F₀=0,75:

; ;

; .

7.    Определяем температуру бетона в центре стенки:

t_б^ц=t_o-(1-)( t_o-t_c-W/K_пр)=8-(1-0,89)(8+20-590/1,29)=55,2 ⁰С.

8.    Определим температуру бетона на поверхности стенки:

t_б^п=t_o-(1-)( t_o-t_c-W/K_пр)=8-(1-0,8)(8+20-590/1,29)-93,9 ⁰С.

9.    Определим среднюю температуру за период прогрева в центре стенки:

=t_o-(1-)( t_o-t_c-W/K_пр)=8-(1-0,95)(8+20-590/1,29)=29,5 ⁰С.

10.  Определим среднюю температуру за период прогрева на поверхности стенки:

=t_o-(1-)( t_o-t_c-W/K_пр)=8-(1-0,89)(8+20-590/1,29)=55,2 ⁰С.

11.  Определим количество градусов и прочность бетона стенки за период прогрева в центре:

=> 25%.

12.  Определим количество градусов и прочность бетона стенки за период прогрева на поверхности:

=> 48%.

13.  Определяем начальную температуру бетона для охлаждения после отключения термоопалубки:

.

14.  Определяем температурную функцию  бетона на период остывания:

.

15.  Определяем число Фурье F₀ при B_i=0,215 и =0,21=>F₀=9,2.

16.  Определяем функцию : при F₀=9,2 и B_i=0,215=> =0,7.

17.  Определяем продолжительность остывания бетона до 0⁰С:

.

18.  Определяем среднюю температуру за период остывания до 0⁰С:

.

19.  Определяем количество градусов за период остывания в бетоне:

.

20.  Определяем общее количество градусов:

N_общ = 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.