1》1 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
】 , 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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1:1.: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
!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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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G《。B 5001—7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
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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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