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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
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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
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:
【 , 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 5《0,010和钢》结构设计标准—GB 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【
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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
!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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