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!
【 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
】 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C2【0
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1?1.1.4 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【 ,5001《0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—
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
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=《0.4?。。8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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