【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑结构和施工领域，尤其是涉及一种u型再生混凝土组合梁及其设计、施工方法。
技术介绍
1、为实现土木工程结构的可持续性，防灾减灾是结构设计中相当重要的一个内容。随着高层结构、大跨结构的发展，高强混凝土以及高性能混凝土的应用愈加广泛。然而，高强混凝土致密的微观结构使得其在高温作用下有较高的内应力，易发生混凝土爆裂，进而造成内部钢筋裸露，钢筋温度快速升高，而结构的耐火性能显著下降，这制约了高强混凝土在建筑结构中的应用。采用掺入防火涂料等方法，提高了结构造价，增加了施工工序，并且带来了建筑结构长期使用的养护问题。
2、与之相反，采用废旧混凝土破碎生成的再生骨料制备的再生混凝土，已被证明具有良好的耐火性能。由于再生骨料表面具有丰富的老砂浆，再生混凝土具有内部松散、多孔的特性。再生混凝土的导热系数与同等水灰比条件下的普通混凝土更低，并且高温下不易发生爆裂。但是，再生骨料的应用一定程度上降低了再生混凝土构件在常温下的承载力和刚度，这制约了再生混凝土结构的应用，也限制了再生混凝土材料优异的热工性能的发挥。
3、专利cn208329371u公开了一种t形钢骨再生混凝土组合梁，包括混凝土组合梁箱，混凝土组合梁箱的底部放置有限位固定板，且限位固定板的顶部开设有均匀分布的卡接槽，限位固定板的顶部放置有位于混凝土组合梁箱内腔且均匀分布的箍筋，箍筋的顶部放置有位于混凝土组合梁箱内腔的限位固定板，箍筋内部的顶端和底端均设置有钢筋。通过钢骨和翼缘板的配合使用，使得该装置的承载能力更强，便于更好的利用t形钢的延展性能，节省
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种u型再生混凝土组合梁及其设计、施工方法，充分发挥再生混凝土的耐火特性和高强混凝土优异的力学性能，在常温下，可以有效提高再生混凝土梁的抗弯承载力和延性，在高温下，受火表面的爆裂现象减少，梁内温度场显著降低，充分发挥再生混凝土的隔热性能，既保护内部受力钢筋，又避免高强混凝土爆裂导致结构截面尺寸的削弱，施工方式可以有效减少现场浇筑作业量，加快工程进度。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种u型再生混凝土组合梁，包括预制混凝土外壳、现浇受压区混凝土；
4、预制混凝土外壳为再生混凝土外壳，预制混凝土外壳的截面为u型，耐火性能较好且不易爆裂，再生混凝土外壳为将将废旧混凝土经过破碎筛分后形成再生粗骨料，部分或全部替代天然骨料配制的再生混凝土。优选的，再生混凝土为再生粗骨料取代率大于50％的再生混凝土，再生粗骨料取代率指再生粗骨料代替天然粗骨料的比率，更优选的，再生混凝土为100％再生粗骨料取代率的再生混凝土。再生混凝土的强度等级不高于c40。预制混凝土外壳在工厂中预制而成，并通过控制再生粗骨料等级、优化再生粗骨料级配、保证良好养护条件，以提高预制混凝土外壳的浇筑质量。
5、现浇受压区混凝土为高强混凝土，高强混凝土指c50-c80强度等级的混凝土。现浇受压区混凝土可以在施工现场浇筑。现浇受压区混凝土为设于预制混凝土外壳的u型槽体中的高强混凝土。
6、优选的，预制混凝土外壳所用再生粗骨料的最大粒径不大于预制混凝土外壳底部厚度和侧面宽度最小值的1/2。
7、优选的，可按照实际承载能力需求，现浇受压区可使用超高性能混凝土(ultrahigh performance concrete)材料，超高性能混凝土指c80强度等级以上的纤维增强混凝土材料。
8、u型再生混凝土组合梁的截面尺寸，宽度b不小于200mm，高度h不小于300mm。其中，预制混凝土外壳底部厚度h1不小于80mm，受拉钢筋设于预制混凝土外壳内部。预制混凝土外壳侧面宽度b1和b3均不小于45mm。现浇受压区混凝土的宽度b2不小于100mm。
9、优选的，b1和b3相等。
10、优选的，在满足承载能力要求的前提下，预制混凝土外壳的截面面积占u型再生混凝土组合梁的总截面面积不小于40％。
11、预制混凝土外壳底部进行粗糙化处理，可以使用模板浇筑后拉毛或机械凿毛，或在模板中预先设置齿槽等施工方法。
12、优选的，预制混凝土外壳底部设有界面增强钢筋，优选的，界面增强钢筋的长度不小于100mm，沿梁纵向间距不大于150mm。
13、进一步的，预制混凝土外壳侧面应同样进行粗糙处理，并优先选择在模板中设置齿槽的方法。
14、u型再生混凝土组合梁内设有钢筋笼作为骨架，钢筋笼置于预制混凝土外壳内部，钢筋笼包括受拉钢筋、架立筋和箍筋，箍筋根据构件形状设置为u形，箍筋顶部设有折弯部，箍筋底部的上表面和受拉钢筋抵接，箍筋的折弯部的下表面和架立筋抵接。进一步的，钢筋笼还包括附加钢筋和腰筋。
15、钢筋笼的施工方式符合《11g101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》和《gb50666-2011混凝土结构工程施工规范》的相关要求。
16、当u型再生混凝土组合梁上方与混凝土板连接时，采用优化的u形组合形式，即预制混凝土外壳两侧高度设置为h1+h2，上方h3高度与现浇受压区混凝土同时浇筑，且采用与现浇受压区混凝土相同的混凝土材料。
17、进一步的，预制混凝土外壳的预制部分不低于相连混凝土板的底部。
18、进一步的，上方h3高度与混凝土板厚度相同。
19、进一步的，u形箍筋上方设有一根补充箍筋，将u形箍筋连接成为环形箍。
20、进一步的，u形箍筋与其上方补充箍筋可采用绑扎连接。
21、进一步的，考虑混凝土梁受扭作用的情况下，u形箍筋与其上方补充箍筋采用焊接连接。
22、本专利技术还提供一种u型再生混凝土组合梁的施工方法，为现场分段分次浇筑或半预制半现浇方式，当采用半预制半现浇的制作方式时，预制混凝土外壳的浇筑步骤可以在工厂内完成，现场仅进行现浇部分混凝土的浇筑工作。具体包括以下步骤：
23、s1：设置u型再生混凝土组合梁内部的钢筋笼，钢筋笼采用u形箍筋；
24、s2：设置外部模板和u型再生混凝土组合梁内部相应尺寸的u形模板，u形模板通过木板在上方和侧面与外部模板固定；
25、s3：采用再生混凝土浇筑形成预制混凝土外壳，并用振捣棒充分振捣密实；
26、s4：在s3浇筑完毕后，在终凝结束并养护至少一周后，拆除内部u形模板；
27、s5：对预制混凝土外壳底部界面进行粗糙化处理；
28、s6：采用高强混本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种U型再生混凝土组合梁，其特征在于，包括预制混凝土外壳(11)、现浇受压区混凝土(12)；
2.根据权利要求1所述的一种U型再生混凝土组合梁，其特征在于，所述预制混凝土外壳(11)底部设有界面增强钢筋(25)；
3.根据权利要求1所述的一种U型再生混凝土组合梁，其特征在于，所述现浇受压区混凝土(12)与混凝土板同时浇筑，所述预制混凝土外壳(11)两侧高度设置为h1+h2，上方h3高度与所述现浇受压区混凝土(12)同时浇筑，h3高度即为混凝土板厚度，且采用与所述现浇受压区混凝土(12)相同的混凝土材料。
4.一种U型再生混凝土组合梁的施工方法，用于实现权利要求1至3所述的的U型再生混凝土组合梁的施工，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种U型再生混凝土组合梁的施工方法，其特征在于，在S2中，在所述U形模板底部设置出浆孔。
6.根据权利要求1所述的一种U型再生混凝土组合梁的施工方法，其特征在于，在S3中，所使用的再生混凝土材料坍落度不小于120mm。
7.一种U型再生混凝土组合梁的常温和耐
8.根据权利要求7所述的一种U型再生混凝土组合梁的常温和耐火设计方法，其特征在于，A1中荷载效应应符合《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中的相关规定，耐火等级应符合《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)和《建筑防火通用规范》(GB 55037-2022)中的相关规定；A2中U型再生混凝土组合梁的截面尺寸设计，应符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中对于构件尺寸的要求，构成U型再生混凝土组合梁的尺寸参数能够满足工程设计需求；A3中，U型再生混凝土组合梁的配筋设计应满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中对于混凝土梁的正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力的要求。
9.根据权利要求7所述的一种U型再生混凝土组合梁的常温和耐火设计方法，其特征在于，A4中简单设计方法指：满足《建筑混凝土结构耐火设计技术规程》(DBJ/T15-81-2022)中对于简支梁或连续梁梁宽和纵向受拉钢筋(21)保护层厚度的最小值，应不考虑再生混凝土导热系数的降低的影响，仅作为安全储备；
10.根据权利要求7所述的一种U型再生混凝土组合梁的常温和耐火设计方法，其特征在于，A5中，简单设计方法指：设计界面为粗糙界面，粗糙界面的粗糙程度不低于粗骨料裸露出一半情况下对应的粗糙程度，或未抹平的自然浇筑面，并且应布置构造界面钢筋，界面钢筋配筋率应不小于箍筋配筋率；
...【技术特征摘要】
1.一种u型再生混凝土组合梁，其特征在于，包括预制混凝土外壳(11)、现浇受压区混凝土(12)；
2.根据权利要求1所述的一种u型再生混凝土组合梁，其特征在于，所述预制混凝土外壳(11)底部设有界面增强钢筋(25)；
3.根据权利要求1所述的一种u型再生混凝土组合梁，其特征在于，所述现浇受压区混凝土(12)与混凝土板同时浇筑，所述预制混凝土外壳(11)两侧高度设置为h1+h2，上方h3高度与所述现浇受压区混凝土(12)同时浇筑，h3高度即为混凝土板厚度，且采用与所述现浇受压区混凝土(12)相同的混凝土材料。
4.一种u型再生混凝土组合梁的施工方法，用于实现权利要求1至3所述的的u型再生混凝土组合梁的施工，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种u型再生混凝土组合梁的施工方法，其特征在于，在s2中，在所述u形模板底部设置出浆孔。
6.根据权利要求1所述的一种u型再生混凝土组合梁的施工方法，其特征在于，在s3中，所使用的再生混凝土材料坍落度不小于120mm。
7.一种u型再生混凝土组合梁的常温和耐火设计方法，用于实现权利要求1至3所述的u型再生混凝土组合梁的常温和耐火设计，特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种u型再生混凝土组合梁的常温和耐火设计方法，其特征在于...
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