11 复!材,-混凝土《组合梁和组合板
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1】。1,.1: 一般规定
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11.1.1! 复材-混凝土】组合梁即《纤维增?强复:。合材料-混》凝土组?。合梁是单个或多个】复材梁式《。构件与其顶面的【整,体,混,凝土翼板沿》二者的结《合界面通过抗剪连】接,构造组合《形成的?受,弯构件它利用复材】构件自重轻、—强度高、《弹性好和混凝土翼】板刚度大、稳—定性好?、工程?造价:低的优势通常将【复材构件用于组合梁!的受拉区将》混凝土翼板》用于组合梁的—。受压区?因此复?材-:混凝土组合梁的最优!结构体系为》简支梁当经济条件许!可或工?程实际需要时也可用!于连续梁和伸臂梁】在施工?过,程中复材构件可【作为混凝土翼板的】永久模板
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【。。 根据近年—的研究增加》复材-混凝土组【合板复材板》在受拉侧并可作【为永久模板混凝【土在:受压侧通过抗剪连】。接构造组合工作【混凝土可采用—掺入纤维的混—。凝,土以及超高性—能混凝土等》
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11.—1,.2 国内外研究!实践中复《材-混凝土组合【梁构件多采用箱形截!面和工形截面形【。式复材-混凝土【组合板可采用空心复!材板上增《设混凝土层设计【方法同箱《形梁;也可采用【带肋复材板为底板】的形式从技术、经济!性能综合最优的角度!考虑复材构件的优】化截面形《式应是以较》少的复材材》料获得较大的弯扭刚!。度因此组合》梁,复材构件宜首—选箱:形截面形式工程【常用:且证明有《效的:复材箱形截面梁【式构件?主要有层合板—箱形截面《构件、层合板箱形截!面夹芯构件、夹【芯,板箱形截面构件
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— 复材构件为非均!质各向异性结—构应根据组》合梁的受力状态及】复材构件各点—。的应:力状态对组成复材构!件的:纤,维铺层取向进—行专门设计可—按复合材料力—学理论和相应—设计规范《设计计算确定—。
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, 复材—构件一般采用碳纤维!复材、芳纶纤维复】材、:玻璃纤维复材单【一纤维增强复合【材料或?其中二者或三者【混杂:复合材料构成复材构!件的:基体树脂一般采用】环氧树脂、乙烯基】酯树脂和不饱和聚】酯树脂因复》材-混凝土组合梁的!界面上混《凝土:翼板对界面存在着碱!化,学腐蚀?作用:玻璃纤维复》。材中的中碱玻璃纤】维耐碱腐蚀》。性能相对较弱—强度:相对也较低故要【求玻璃纤维复材构】件界面?处的纤维材料应选】用无碱玻璃纤维和】耐碱玻璃纤维;因环!。氧树脂中的醚基和】羟基极?。性基团能使环氧树】脂分子与相邻—混凝土基《材表面产生吸力【并且:环氧树脂耐碱腐蚀性!强故要求复材构件】的界面层树脂应选】择三种基体树脂中】。粘接力、耐》水性:、耐蚀性最好的环】氧树脂从《。材料上保证复材【-混凝?土组合?梁不因界面粘接连】接失效?造成:剥离破坏
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11—.1.3 》 复材构《。件的材料为完全弹性!材料并且这种弹性接!。近线弹性故从反映】材料性能的》。。主,。要、真实内》容和简化分析计算考!虑复材构件》的材:料,。可按线弹性材料【考,虑
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因—复材构件的》。材料和结构都是非】均质各向异性材【。料性能参数》的表述非常复—杂若用复合材料力学!的微观力学弹性常数!方法表述不仅计算】分析:困难也不便于工程应!用因此采用等效的弹!性常:数即:。复材构件顶板、底】板、侧板的表观【平均弹性常数这不仅!能反映复《材构件的《宏,观材料性能还能【省略繁杂《的复合材料》力学计算使复材-】混凝土组合梁的工】程,应用从设计计—算上成?为真实可行》
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复材】构件材料的等效弹性!。。常,。数确:定可由与复材构件中!相,。同材:料、相同铺层构造】和相同工艺条—件的试件按国家相应!技术标?。准,进,行试验确定;为避免!每,个,工,程每根?梁都靠?试验获得《材料:性,能参数和节省试【验费用也《可按经?典复合材料力—学理论?由组成复材构件【各单层的纤维、树】。脂材:料,的弹性常数和铺层方!式计算确定复—材构件顶板、底【板和侧板的等效【弹性常数
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《 复材-》混凝土组合梁中复材!构件的力学性能指标!如静、动《。力拉、压、》弯,、剪强度都》远高于?混凝土翼板若混凝土!翼板强度等级太【低易使组合》梁的力学性能不【能充分发挥并—且界面连接强度也较!低也易使组合梁的】界面连接《失效故规《定组合梁中的混【凝土翼?板的强度等级不应低!于,C20
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11.1.4】。 完全抗剪连接是!指,最大弯矩截》面到:零弯矩截《面间的所有》抗剪连接件的抗【剪能:力都大于或等于极】限状态下平衡条件】确定:的各:连接件?所受的剪《力国内曾进行过【复材波形板》、干法粘接复材【小工字?梁、螺栓剪力钉等】剪力连?接的试验研究国【内外其?他单位?也进行过粘接—横向的树脂混凝土条!、复:材,销钉等形式》的剪力连接的研【究结果表《明各种本《条,。规定的?连,接方式均《能提供可靠》的剪:力连接同时容易保】证施工?质量
1!1.:1.5 复材-】混凝土组合梁混【凝土翼板的有效【宽度计算参》考,。。了现行国家标准混】凝,土结构设计规范【GB 50010】和钢结构设》计标准?GB 50》017的规定根【据相关科研单位试】验结果?此,条规定中《的,要求是合理》且偏于保《守的
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11.1.!6 : 组合?梁的挠度可按弹性方!法计算是因》为组合梁复》材构件的《材料为?线弹性在《荷载标准组》合作用下产生—的截面弯矩不会使混!凝土翼?板,。进入明显的》塑性界面的剪力连】接件:也处于弹性但如【果混凝?土翼板出现》。开裂应考虑其—影响忽略受拉—区混凝土的刚度【贡献
1!1.1.7 — 混凝土受压破坏具!有一定的延性并且】能使材料强度—得到充分《发挥而?复材受拉断裂—、剪切?断,裂和界面剪力连【接破坏等破坏形【式具有明显的脆性】应在结构设计—中予:以避免?如,果不能避免应适当】。进,行承载力折减以保】证结构具有足够的承!。载力安?全储备
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11.1【.,8 复材构—件作为混凝土翼【板的模板使用—的施工状态应根据】复材构件的》支承方式和施—工荷:载按弹性方》法计算复材构件的】强度、稳定》性和变形并》符合相应的技术【。标准:要求使?用阶段组合梁的承载!。能力:极限状态验算可【。不考虑复材构—件初始内力》对组合梁极限承载力!的影响但《组合:梁的变形计算—应考虑使《用阶段荷载产生的】变形与施工阶段复材!构件的变形进—行叠加
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11.1.9! :复材构件的有—效应力比为构件的】设计应力与设计【强度:的,。比值因复材构—。件在长?期荷载作用下会产】生徐变当拉应—。力水平较高时会出现!徐变断裂以玻璃纤维!复材构件为》例因试验证明玻璃纤!。。维复材材料的徐变】系数不超过2—.1故玻璃》纤,维复材构件的设计】应变:应控制在其极—限应变的1/2.1!以内:由此推?得玻璃纤维》复,。材的设?计应力不应超过其】设计强度的1/2】.1=0.》48故可偏》安全:地规定玻璃纤维【。复材构件考虑长【期荷载影《响的有效应》力,比,不超过0.3碳【纤,维复材、芳纶纤【维复材构《件的有?效应力比规定推导证!明类似
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