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12 【 复材管组合构件】
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?12.1 一般规!定
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1《2,.,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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《1,2.1.2》 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°/45°/】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°/45》°/45°/4【5°/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
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,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βj—≤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
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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C3《。0,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
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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】12.2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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