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再生混凝土T形截面叠合梁抗弯性能试验研究
汇报人：
2024-01-14
REPORTING
2023WORKSUMMARY
目录
CATALOGUE
引言
试验概况
试验结果及分析
有限元模拟验证
结论与展望
PART
01
引言
再生混凝土利用
随着建筑废弃物日益增多，再生混凝土作为一种环保建材受到广泛关注。研究再生混凝土在结构工程中的应用，对于推动建筑废弃物资源化利用具有重要意义。
T形截面叠合梁应用
T形截面叠合梁具有优良的受力性能和施工便利性，在桥梁、建筑等领域得到广泛应用。研究其抗弯性能，有助于提高结构安全性和经济性。
目前，国内外学者针对再生混凝土及其结构构件的力学性能开展了大量研究，取得了一定成果。然而，关于再生混凝土T形截面叠合梁抗弯性能的研究相对较少，亟待深入探讨。
国内外研究现状
随着再生混凝土技术的不断发展和完善，未来研究将更加注重再生混凝土结构构件的耐久性、抗震性能等方面。同时，采用新型材料、优化截面形状等措施，有望进一步提高T形截面叠合梁的受力性能。
发展趋势
研究目的
本研究旨在通过试验手段，探究再生混凝土T形截面叠合梁的抗弯性能，为其在工程实践中的应用提供理论依据和技术支持。
研究内容
首先，设计并制作不同再生混凝土掺量、不同钢筋配置等参数的T形截面叠合梁试件；其次，进行抗弯性能试验，记录并分析试验数据；最后，基于试验结果，评价再生混凝土T形截面叠合梁的抗弯性能，并提出优化建议。
PART
02
试验概况
水泥
01
采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥，其性能指标符合国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定。
骨料
02
粗骨料采用连续级配的碎石，最大粒径不超过20mm，含泥量小于1%；细骨料采用中砂，细度模数为2.6～3.0，含泥量小于3%。
再生混凝土
03
采用废弃混凝土破碎、筛分后得到的再生骨料，部分或全部替代天然骨料配制而成的混凝土。本次试验中，再生骨料的取代率为50%。
试件尺寸
本次试验共设计制作了6根T形截面叠合梁，梁长2400mm，计算跨度为2200mm。梁截面高度为300mm，上翼缘宽度为150mm，下翼缘宽度为300mm，腹板厚度为60mm。
钢筋配置
纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，直径16mm，间距100mm；箍筋采用HPB300级钢筋，直径8mm，间距100mm。
制作过程
首先浇筑再生混凝土下翼缘和腹板部分，待其达到一定强度后，在上翼缘位置放置纵向受力钢筋和箍筋，并浇筑普通混凝土上翼缘部分。试件制作完成后，在标准条件下养护28天。
加载装置
采用四点弯曲加载方式，通过分配梁将集中荷载转化为两个相等的集中力作用于试件的三分点处。
加载制度
正式加载前先进行预加载，以检查试验装置和测量系统是否正常工作。正式加载时采用分级加载制度，每级荷载增量为预估极限荷载的1/10～1/15，持荷时间为5分钟。当试件接近破坏时减慢加载速度并密切观察裂缝开展情况。
测试方法
在试件跨中截面及两个加载点截面布置应变片以测量混凝土和钢筋的应变；在试件跨中及两个加载点处设置位移计以测量挠度；同时观察并记录裂缝的开展过程和形态。
PART
03
试验结果及分析
在试验过程中，再生混凝土T形截面叠合梁主要呈现弯曲破坏形态，具体表现为受压区混凝土压碎、受拉区钢筋屈服。
破坏形态
随着荷载的增加，梁体逐渐出现裂缝。在开裂初期，裂缝数量较少且宽度较小；随着荷载的继续增加，裂缝数量增多且宽度逐渐加大，最终形成主裂缝并导致梁体破坏。
裂缝开展情况
荷载-挠度曲线
通过试验数据绘制荷载-挠度曲线，可以直观地反映梁的刚度变化及抗弯性能。在加载初期，曲线呈线性关系，表明梁处于弹性工作阶段；随着荷载的增加，曲线逐渐偏离线性关系，表现出明显的非线性特征。
特征值
从荷载-挠度曲线中可以提取出多个特征值，如开裂荷载、极限荷载、屈服荷载等。这些特征值对于评估梁的抗弯性能具有重要意义。
VS
通过粘贴在梁表面的应变片，可以实时监测到截面应变分布情况。在加载过程中，受压区混凝土应变逐渐增大，受拉区钢筋应变也逐渐增加。当荷载达到一定程度时，受压区混凝土应变达到极限值并出现压碎现象。
应变变化规律
随着荷载的增加，截面应变呈现出一定的变化规律。在弹性工作阶段，应变与荷载呈线性关系；进入塑性工作阶段后，应变增长速度加快，表现出明显的非线性特征。
截面应变分布
PART
04
有限元模拟验证
根据再生混凝土T形截面叠合梁的结构特点，选择适当的有限元模型类型，如实体模型、壳模型等。
模型类型选择
准确输入再生混凝土、钢筋等材料的物理力学参数，如弹性模量、泊松比、密度、抗压强度等。
材料属性定义
对模型进行合适的网格划分，确保计算精度和效率。在关键区域如梁截面变化处、支座和加载点等加密网格。
网格划分
根据
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