[发明专利]橡胶混凝土叠合构件叠合层厚度优化方法

摘要

本发明涉及一种橡胶混凝土叠合构件叠合层厚度优化方法，其特征是：具体步骤如下：橡胶集料混凝土叠合构件分析前提试验，对进行橡胶集料混凝土四点弯曲试验,得出各种掺量下混凝土的极限弯拉应变值；运用有限元分析软件，分析橡胶集料混凝土叠合构件受弯性能，对各种掺量下混凝土层最优厚度的定性分析；绘制橡胶混凝土层高度‑承载力曲线,对橡胶混凝土层最优厚度进行定性分析；应用插值法,对橡胶混凝土层最优厚度进行定量反算；绘制橡胶掺量和橡胶混凝土层最佳厚度层关系曲线图。有益效果：既能得到最优的力学性能的橡胶集料混凝土叠合构件，又能对橡胶的掺量进行控制，具有良好的经济效益。

主权项

一种橡胶混凝土叠合构件叠合层厚度优化方法，其特征是：结合试验、有限元分析及结合图表进行数学推导三者合一的优化方法得到叠合构件各部分力学性能指标的最优，具体步骤如下：(1)橡胶集料混凝土叠合构件分析前提试验1.1原材料采用10目橡胶集料,表观密度为1050kg/m³；配制橡胶集料混凝土的材料还包括:水泥：P‑O 42.5、中砂:细度模数2.3‑3.0、碎石:5‑25mm；Ⅱ级粉煤灰、矿粉和减水剂；1.2试验配合比试验配合比以不同橡胶集料掺量作为考察重点,体积掺量在0％～15％之间；1.3试验方法进行橡胶集料混凝土四点弯曲试验,得出各种掺量下混凝土的极限弯拉应变值；(2)运用ANSYS大型有限元分析软件，对橡胶集料混凝土叠合构件受弯性能理论进行分析，对各种掺量下混凝土层最优厚度进行定性分析；(3)绘制橡胶混凝土层高度‑承载力曲线,对橡胶混凝土层最优厚度进行定性分析；根据各掺量最大应变结果,求出:施加大小为Pp的力时,橡胶混凝土底层最大拉应变达到其极限抗拉应变能力；施加大小为Pc的力时,普通混凝土底层最大拉应变达到其极限抗拉应变能力；其中：Pp:橡胶混凝土底层的承载能力，Pc:普通混凝土底层的承载能力；当橡胶混凝土层承载力和普通混凝土承载力相同的时候,橡胶混凝土层力学性能指标最优；(4)应用插值法,对橡胶混凝土层最优厚度进行定量反算公式为F(x)＝f(x0)+f[x0,x1](x‑x0)+f[x0,x1,x2](x‑x0)(x‑x1)其中：F(x)—表示通过试验或已知的标准试件橡胶混凝土与普通混凝土的应变比；f(x0)—F(x)的一阶导数f[x0,x1](x‑x0)‑‑F(x)的二阶导数f[x0,x1,x2](x‑x0)(x‑x1)‑‑F(x)的三阶导数；(5)根据上述结果绘制橡胶掺量和橡胶混凝土层最佳厚度层关系曲线图，进而达到给出最佳厚度时,叠合构件承载力与普通混凝土梁承载力的对比，并推出橡胶混凝土层达到最佳高度时,叠合破构件坏所需施加的荷载Pd。