12 复!材管组合构件
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,1,2,.1 一》般,规定
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12.1.!1, 复材管组—合构件是采用—复材管和其他结构】材料(如《混凝土、《钢管和钢筋)组合形!成的构件可》应用于建筑和桥梁的!柱、塔、拱》、桩等结《。。构,中包:括复:材管:混凝:土组合?构件、复材管—-混凝?土-钢管组合构件以!。及组合?构件中的复》材圆管混凝土芯柱】复材管组合》构件利用各种—材料的协同互—补和共同《工作充分发挥不【同材:料,的优势复《材圆管组合构—件中:混凝土?所受:有效约束作》用远大于复材方管组!合,构件且目前对复材方!管组合构件的—研究还?不够:充分因此本》章中的复材管组合构!件,仅限于复材圆管组】合构件复材管混凝土!组合构件由复材圆】管与:内填充混凝土组合】。形成混凝土》中,可配钢筋;》复材:管-混?凝土-钢管组—合构件由复材外圆】管、:钢内管与两者之间】填充混凝《土组合形成为避免】复材:管局部屈曲本条规】定其径厚比的—上限
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12.1.!2 理论计算表】。明特殊正交异性【对称铺?层是唯一《一种三种《耦合刚?度(弯曲耦合刚【度,、平面内正应力-剪!应变/剪应力-正】应变耦合《刚度、扭转耦合【刚度)均为零—的铺层方式》这三种耦《合刚度?。的存在不仅增大了】理论计算的》复杂性和不可—靠,性而且直接导致层】合管在外界温度和】养,护条件变化下的翘曲!。以,及简单外力》作用下的复杂变形(!如面内轴力作—用下的?剪切变形等)—不利于层合管在结构!中,的应用基于此本标】准推荐使《用特殊正《交异性对称》铺,层采用角铺设层合】管时对称、平衡的】。铺层方式《因只具有一种非零】耦合刚度《(扭转耦《合,刚度)为本标准所推!荐同时?应合理设计铺层次】序如尽量将不同【角度的纤维分散布】置以减小扭转耦合刚!度的影?响例如铺层方—式为:[0°/45°/0!°/:45°/4》5°/?0°:/,45:°/:0°]的《层合管的扭转耦【合刚度明显小于铺】层方式为[》0°/0°/4【。5°/45°/45!°/45°》/0°/0°]【的层合管试验研【究表明复材在偏【离,纤维方?向应力/平面内剪应!力作用下表现—出明显的《非线性/软化;而当!复材:管,。受力方向有相当数】量纤维时材》料基本表现为线【性基于此为》减小该种材》料非线性的》影响本标准》推,。荐在角铺设层合【管受力方向》铺设足够的纤—维当由于工艺或其】他,原因不?能采用上述两—种铺层方式》时为减小三种—耦,合刚度?以及材料偏离主方向!非线:。性的:影响应合理》设计铺层方》式
1】2.1.3 混凝!土在竖向荷》。载作用下《。。当,侧向变形《受到限制时称其为约!。束混:凝土当约束材料为复!材,时称其为复》材约束混凝土(如】复材圆管《混凝土柱中的混凝土!),。混凝:土经:复材约束后》。其强度和延性均可】得到提?。高复材约束混凝土】随,复材力学性》质的变化《其应力-《。。应变关系和破坏【特征有较大》差别本标准》在混凝土受压构件加!固时用?约束刚度参》数为指标以反—映纤维用量和—它的力学指标及【混凝土截《面尺寸的影响—试验:结果表明当β—。j≤6.5时约【束,混凝土应力-应变】曲,线,存在下降《段复:材的断裂通》常发生?在峰值应力》之,。后;βj>6.5时!则,。约束混凝土应力-】应变曲线《无下降段而》呈线:性强化段复材断裂时!达到约束《混凝土的强度极限前!者称:弱约束后《者称强约束》复材弱约束》混凝土虽《在一定程度上—也能提高混》凝,土强度?和改善混凝》土延性但与复—。。。材强约束混凝土【相比其?增幅不?大而且目前对—它的系统研究不【多,以,。往的试验研究表明】复材管?中混凝土的力—学性能和加》固构件中包裹—纤维布后的混凝土】没有明显差别基于此!。。本标准建议复材【圆管组合构件—中复材圆管刚度【应满足本标准第5】.4.?2条规定之》强约束条件》。
—。12:.,1.5 》复材力?学性能指标如静、动!。。。力,拉、:压、弯、剪》强,度都:远高于混凝土结构】若,混凝土强度等—级太:低易使组合结构的力!学性能不能充分发】。挥并且界面连—接,强度也?较低故本条》规定组合结构中混凝!土强度等《级不:应,低于C?30因混凝土在【组合结构中的结构】功能主要是受—压,。这正好能发挥其抗压!性能好的主要优点】混凝:土部分配筋或不配筋!对组合结构性能【的影响都《不很明显故》可配钢筋也可不配】钢筋由于组合结【构中的混凝土体量】较大又多为》依附于复材》施工成?型混凝土收缩、徐变!及温度变化都会【使组合结构产生【附加内?力故结构设》计,中应考虑这》些影响?。
12】。.1.8《 对于《复材管组合构件长】柱目前研究尚不充】分本标准第1—2.2节《和第1?2.3节有关承载力!。计,算的规定均只适用】于符合?本条规定《的短柱?本条:规定基?于国内相《关科研单位近期对】复材加固《混凝土柱《的研究结果当复材管!组合构件《。长细比?不满足本《条规定时设计—中应合?理考:虑二阶效《应的影响
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