大體積混凝土溫度應力與溫度控制(第二版)（簡體書）

朱伯芳（1928.10—），江西余江人，中國工程院院士，水工結構和固體力學專家。1951年畢業于上海交通大學土木系，1951—1957年參加我國第一批混凝土壩（佛子嶺、梅山、響洪甸）的設計。l957年底調入水利水電科學研究院（以下簡稱“水科院”），從事混凝土高壩研究。1969年下放到黃河三門峽水利電力部第十一工程局工作。1978年調回重建的水科院工作至今。1995年當選為中國工程院院士。現任水利部科技委員會顧問，小灣、龍灘、白鶴灘等我國特高混凝土壩顧問組成員。曾任第八屆、第九屆全國政協委員，水科院科技委副主任，中國土木工程學會及中國水力發電學會常務理事，中國土木工程計算機應用學會理事長，國際土木工程計算機應用學會理事，曾被聘為清華大學、天津大學、大連理工大學、華北水利水電學院、南昌工程學院的兼職教授。

《大體積混凝土溫度應力與溫度控制(第2版)》可供大體積混凝土結構設計、施工、研究和管理人員使用，也可供大專院校師生學習參考。

作者簡介
第二版前言
第一版前言
第1章緒論
1.1大體積混凝土溫度應力的重要意義
1.2混凝土溫度應力的特點
1.3混凝土溫度及應力的變化過程
1.4混凝土溫度應力的類型
1.5混凝土溫度應力的分析
1.6 混凝土裂縫的原動力是溫度應力而不僅是溫度一
1.7控制溫度應力、防止裂縫的技術措施
1.8最近30年大體積混凝土溫控防裂的基本經驗
第2章混凝土的力學與熱學性能
2.1混凝土性能隨齡期而變化的關系式
2.2混凝土的微裂縫與破壞機理
2.3混凝土的抗拉強度
2.4混凝土的極限拉伸變形
2.5混凝土的彈性模量
2.6混凝土的熱學性能
2.7水泥水化熱與混凝土的絕熱溫升
2.8混凝土的自生體積變形
2.9混凝土的干濕變形
2.10混凝土的自由溫度變形與熱膨脹系數
2.11混凝土的半熟齡期
2.12原型混凝土與室內混凝土試件性能的差別
參考文獻
第3章熱傳導方程與邊值條件
3.1熱傳導方程
3.2初始條件和邊界條件
3.3邊界條件的近似處理
3.4氣溫
3.5庫水溫度估算
3.6庫水溫度數值計算
3.7太陽輻射熱
3.8溫度場求解方法概述及一維問題差分解法和圖解法
3.9二維溫度場的差分解法
3.10外界溫度變化的影響深度
3.11從施工期到運行期的溫度變化
3.12穩定溫度場
3.13溫度場反分析
參考文獻
第4章混凝土的澆筑溫度和水化熱溫升
4.1混凝土的出機口溫度
4.2混凝土的入倉溫度
4.3混凝土的澆筑溫度
4.4混凝土澆筑層水化熱溫升的理論解
4.5水管冷卻與層面散熱共同作用下澆筑層溫度場的理論解
4.6混凝土水化熱溫升的圖解法和數值解法
4.7混凝土壩施工期溫度場實用計算
參考文獻
第5章混凝土的天然冷卻
5.1第三類邊界條件半無限體的冷卻
5.2第一類邊界條件平板的冷卻
5.3第三類邊界條件平板的冷卻
5.4初溫均勻分布、外溫按余弦函數變化、第一類邊界條件下平板的溫度場
5.5外界溫度任意變化時平板的溫度場
5.6兩向及三向冷卻問題、乘積定理
參考文獻
第6章混凝土的應力一應變關系和彈性徐變應力分析
6.1混凝土的應力一應變關系
6.2混凝土的徐變度
6.3混凝土的松弛系數和松弛模量
6.4用于初步設計的混凝土彈性模量、徐變度和松弛系數
6.5混凝土徐變對結構變形和應力的影響
6.6混凝土結構的分類和彈性徐變應力分析方法
6.7晚齡期混凝土結構簡諧應力分析
6.8 晚齡期混凝土結構簡諧應力分析的等效模量法和等效溫度法
參考文獻
第7章嵌固板與自由板的溫度應力
7.1嵌固板溫度應力
……
第8章計算溫度場的有限單元法
第9章計算溫度應力的有限單元法
第10章氣溫變化應力、混凝土表面保溫和養護
第11章混凝土澆筑塊的溫度應力
第12章混凝土重力壩與支墩壩的溫度應力
第13章混凝土拱壩溫度應力
第14章船塢、船閘和水閘的溫度應力
第15章混凝土壩仿真分析、動態溫控、數字監控與溫度應力模型試驗
第16章彈性地基上梁的溫度應力
第17章圓形隧洞運行期的溫度應力
第18章混凝土管道的溫度應力
第19章混凝土壩內孔口溫度應力
第20章混凝土結構與鋼筋混凝土結構的溫度應力與徐變分析
第21章混凝土與鋼筋混凝土的干縮應力
第22章混凝土的斷裂
第23章混凝土的水管冷卻
第24章混凝土的預冷和倉面冷卻
第25章氧化鎂混凝土筑壩
第26章大體積混凝土冬季施工
第27章寒冷地區混凝土壩的溫度控制
第28章壩體分縫分塊
第29章混凝土的允許溫差、制冷負荷及裂縫的檢查與處理
第30章大體積混凝土結構溫度控制要則
附錄：單位換算

聚苯乙烯泡沫塑料是硬質板，根據生產工藝的不同，又可分為擠塑型聚苯乙烯（XPS）和膨脹型聚苯乙烯（EPS），其中XPS性能較好，價格也較高，目前約為800元／m3。過去混凝土壩保溫主要采用EPS，表面涂一層丙烯酸水泥漿，以避免吸水，并使外觀呈灰色。施工方法有內貼法和外貼法兩種，內貼法是將苯板固定在混凝土模板上，拆模后苯板留在壩面上；外貼法是在拆模后再把苯板粘貼到混凝土表面上。
緊水灘拱壩施工初期，在上游壩面產生了較多的水平裂縫，自1985年1月開始，整個大壩上游面新澆的混凝土全部用聚苯乙烯泡沫塑料板保溫，實際效果很好，蓄水發電時抽查上游壩面，沒有再發現裂縫。采用保溫板尺寸為1.0m×1.5mX 0.02m，每塊重0.6～0.9k9。立模時將保溫板釘在模板里側，拆模時保溫板自動附著在混凝土表面（內貼法），長期不掉，避免了后掛保溫層的高空作業。根據導熱系數0.16kJ／（m·h·℃），厚度h一2cm，算得表面放熱系數盧一7.26kJ／（m·h·℃）。寒潮期間現場實測保溫效果與計算結果一致。我國觀音閣碾壓混凝土重力壩施工中，也采用聚苯乙烯泡沫塑料板保溫，厚度為5cm，也是用內貼法施工。三峽大壩施工中采用聚苯乙烯泡沫板保溫，用外貼法施工。
響水拱壩是單曲混凝土薄拱壩，壩高l9.5m，頂厚1.5m，底厚3.0m，位于內蒙古赤峰市克什克騰旗境內，北緯43°，壩底高程1143m，屬高寒地區，當地年平均氣溫2.4℃，氣溫年變幅±18.7℃，全年有5個月平均氣溫低于零度，一月平均氣溫為一17.7℃，極端最低氣溫—34.1℃。該壩于1978年開工，1981年建成蓄水，1984年發現18條裂縫，最大縫寬達4.5mm。到1987年，裂縫數量增加到36條，裂縫寬度和深度均有所加重，裂縫滲水嚴重。產生裂縫的主要原因是忽略了當地氣候條件，設計中采用美國墾務局經驗公式計算溫度荷載，比實際情況嚴重偏小。施工中溫度控制很差，夏季澆筑混凝土，也無嚴格溫度控制措施，壩內混凝土最高溫度達53℃。該壩產生嚴重裂縫后，赤縫市水電局委托筆者研究處理措施。經現場考查，發現壩體施工質量尚可，但當地氣候嚴寒，壩體又很薄，根據實際條件計算，如不保溫，壩體最大拉應力達3.33MPa，即使對老的裂縫進行環氧灌漿處理，以后也難免再次被拉開或出現新的裂縫。經過研究，最后決定采用聚苯乙烯泡沫塑料板粘貼在壩體下游面進行保溫，保溫板厚5cm，每塊長1.0m，寬0.5m。