11 复!材-混凝土组合梁】和组合板
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11.【。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?
— 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
! 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
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11.1.【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G【B 50017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—
11.!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!
1【1.1.8 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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