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11.復(fù)材,混凝土組合梁和組合板11 1,一般規(guī)定11.1.1.復(fù)材?；炷两M合梁、即纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,混凝土組合梁 是單個(gè)或多個(gè)復(fù)材梁式構(gòu)件與其頂面的整體混凝土翼板沿二者的結(jié)合界面通過(guò)抗剪連接構(gòu)造組合形成的受彎構(gòu)件。它利用復(fù)材構(gòu)件自重輕。強(qiáng)度高.彈性好和混凝土翼板剛度大,穩(wěn)定性好.工程造價(jià)低的優(yōu)勢(shì),通常將復(fù)材構(gòu)件用于組合梁的受拉區(qū).將混凝土翼板用于組合梁的受壓區(qū) 因此,復(fù)材.混凝土組合梁的最優(yōu)結(jié)構(gòu)體系為簡(jiǎn)支梁、當(dāng)經(jīng)濟(jì)條件許可或工程實(shí)際需要時(shí)，也可用于連續(xù)梁和伸臂梁，在施工過(guò)程中，復(fù)材構(gòu)件可作為混凝土翼板的永久模板,根據(jù)近年的研究增加復(fù)材?；炷两M合板.復(fù)材板在受拉側(cè)并可作為永久模板.混凝土在受壓側(cè),通過(guò)抗剪連接構(gòu)造組合工作 混凝土可采用摻入纖維的混凝土以及超高性能混凝土等、11,1、2。國(guó)內(nèi)外研究實(shí)踐中,復(fù)材?；炷两M合梁構(gòu)件多采用箱形截面和工形截面形式。復(fù)材、混凝土組合板可采用空心復(fù)材板上增設(shè)混凝土層，設(shè)計(jì)方法同箱形梁,也可采用帶肋復(fù)材板為底板的形式、從技術(shù).經(jīng)濟(jì)性能綜合最優(yōu)的角度考慮 復(fù)材構(gòu)件的優(yōu)化截面形式應(yīng)是以較少的復(fù)材材料獲得較大的彎扭剛度、因此，組合梁復(fù)材構(gòu)件宜首選箱形截面形式、工程常用且證明有效的復(fù)材箱形截面梁式構(gòu)件 主要有層合板箱形截面構(gòu)件,層合板箱形截面夾芯構(gòu)件、夾芯板箱形截面構(gòu)件，復(fù)材構(gòu)件為非均質(zhì)各向異性結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)組合梁的受力狀態(tài)及復(fù)材構(gòu)件各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài),對(duì)組成復(fù)材構(gòu)件的纖維鋪層取向進(jìn)行專門設(shè)計(jì) 可按復(fù)合材料力學(xué)理論和相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)算確定,復(fù)材構(gòu)件一般采用碳纖維復(fù)材 芳綸纖維復(fù)材.玻璃纖維復(fù)材單一纖維增強(qiáng)復(fù)合材料或其中二者或三者混雜復(fù)合材料構(gòu)成，復(fù)材構(gòu)件的基體樹(shù)脂一般采用環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂.因復(fù)材?；炷两M合梁的界面上,混凝土翼板對(duì)界面存在著堿化學(xué)腐蝕作用、玻璃纖維復(fù)材中的中堿玻璃纖維耐堿腐蝕性能相對(duì)較弱.強(qiáng)度相對(duì)也較低。故要求玻璃纖維復(fù)材構(gòu)件界面處的纖維材料應(yīng)選用無(wú)堿玻璃纖維和耐堿玻璃纖維,因環(huán)氧樹(shù)脂中的醚基和羥基極性基團(tuán)能使環(huán)氧樹(shù)脂分子與相鄰混凝土基材表面產(chǎn)生吸力。并且環(huán)氧樹(shù)脂耐堿腐蝕性強(qiáng).故要求復(fù)材構(gòu)件的界面層樹(shù)脂應(yīng)選擇三種基體樹(shù)脂中粘接力，耐水性,耐蝕性最好的環(huán)氧樹(shù)脂，從材料上保證復(fù)材 混凝土組合梁不因界面粘接連接失效造成剝離破壞 11.1 3 復(fù)材構(gòu)件的材料為完全彈性材料,并且這種彈性接近線彈性，故從反映材料性能的主要、真實(shí)內(nèi)容和簡(jiǎn)化分析計(jì)算考慮 復(fù)材構(gòu)件的材料可按線彈性材料考慮。因復(fù)材構(gòu)件的材料和結(jié)構(gòu)都是非均質(zhì)各向異性。材料性能參數(shù)的表述非常復(fù)雜，若用復(fù)合材料力學(xué)的微觀力學(xué)彈性常數(shù)方法表述、不僅計(jì)算分析困難、也不便于工程應(yīng)用.因此采用等效的彈性常數(shù)、即復(fù)材構(gòu)件頂板。底板、側(cè)板的表觀平均彈性常數(shù)，這不僅能反映復(fù)材構(gòu)件的宏觀材料性能，還能省略繁雜的復(fù)合材料力學(xué)計(jì)算、使復(fù)材，混凝土組合梁的工程應(yīng)用從設(shè)計(jì)計(jì)算上成為真實(shí)可行。復(fù)材構(gòu)件材料的等效彈性常數(shù)確定,可由與復(fù)材構(gòu)件中相同材料 相同鋪層構(gòu)造和相同工藝條件的試件按國(guó)家相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)確定,為避免每個(gè)工程每根梁都靠試驗(yàn)獲得材料性能參數(shù)和節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用 也可按經(jīng)典復(fù)合材料力學(xué)理論.由組成復(fù)材構(gòu)件各單層的纖維、樹(shù)脂材料的彈性常數(shù)和鋪層方式計(jì)算確定復(fù)材構(gòu)件頂板。底板和側(cè)板的等效彈性常數(shù)。復(fù)材.混凝土組合梁中,復(fù)材構(gòu)件的力學(xué)性能指標(biāo)如靜，動(dòng)力拉.壓，彎.剪強(qiáng)度都遠(yuǎn)高于混凝土翼板 若混凝土翼板強(qiáng)度等級(jí)太低,易使組合梁的力學(xué)性能不能充分發(fā)揮、并且界面連接強(qiáng)度也較低,也易使組合梁的界面連接失效、故規(guī)定組合梁中的混凝土翼板的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20 11，1 4.完全抗剪連接是指最大彎矩截面到零彎矩截面間的所有抗剪連接件的抗剪能力都大于或等于極限狀態(tài)下平衡條件確定的各連接件所受的剪力,國(guó)內(nèi)曾進(jìn)行過(guò)復(fù)材波形板 干法粘接復(fù)材小工字梁、螺栓剪力釘?shù)燃袅B接的試驗(yàn)研究，國(guó)內(nèi)外其他單位也進(jìn)行過(guò)粘接橫向的樹(shù)脂混凝土條 復(fù)材銷釘?shù)刃问降募袅B接的研究 結(jié)果表明,各種本條規(guī)定的連接方式均能提供可靠的剪力連接.同時(shí)容易保證施工質(zhì)量.11，1、5，復(fù)材,混凝土組合梁混凝土翼板的有效寬度計(jì)算 參考了現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB 50010和.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB、50017的規(guī)定，根據(jù)相關(guān)科研單位試驗(yàn)結(jié)果，此條規(guī)定中的要求是合理且偏于保守的。11,1,6。組合梁的撓度可按彈性方法計(jì)算.是因?yàn)榻M合梁復(fù)材構(gòu)件的材料為線彈性.在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下產(chǎn)生的截面彎矩不會(huì)使混凝土翼板進(jìn)入明顯的塑性。界面的剪力連接件也處于彈性,但如果混凝土翼板出現(xiàn)開(kāi)裂.應(yīng)考慮其影響 忽略受拉區(qū)混凝土的剛度貢獻(xiàn),11，1,7 混凝土受壓破壞具有一定的延性 并且能使材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮。而復(fù)材受拉斷裂。剪切斷裂和界面剪力連接破壞等破壞形式具有明顯的脆性。應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中予以避免，如果不能避免，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行承載力折減以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力安全儲(chǔ)備、11,1、8,復(fù)材構(gòu)件作為混凝土翼板的模板使用的施工狀態(tài) 應(yīng)根據(jù)復(fù)材構(gòu)件的支承方式和施工荷載按彈性方法計(jì)算復(fù)材構(gòu)件的強(qiáng)度。穩(wěn)定性和變形，并符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。使用階段組合梁的承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算、可不考慮復(fù)材構(gòu)件初始內(nèi)力對(duì)組合梁極限承載力的影響。但組合梁的變形計(jì)算，應(yīng)考慮使用階段荷載產(chǎn)生的變形與施工階段復(fù)材構(gòu)件的變形進(jìn)行疊加。11。1.9、復(fù)材構(gòu)件的有效應(yīng)力比為構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)力與設(shè)計(jì)強(qiáng)度的比值、因復(fù)材構(gòu)件在長(zhǎng)期荷載作用下會(huì)產(chǎn)生徐變。當(dāng)拉應(yīng)力水平較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)徐變斷裂.以玻璃纖維復(fù)材構(gòu)件為例，因試驗(yàn)證明玻璃纖維復(fù)材材料的徐變系數(shù)不超過(guò)2，1。故玻璃纖維復(fù)材構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)變應(yīng)控制在其極限應(yīng)變的1.2、1以內(nèi) 由此推得玻璃纖維復(fù)材的設(shè)計(jì)應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)其設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1，2.1 0。48 故可偏安全地規(guī)定玻璃纖維復(fù)材構(gòu)件考慮長(zhǎng)期荷載影響的有效應(yīng)力比不超過(guò)0、3，碳纖維復(fù)材、芳綸纖維復(fù)材構(gòu)件的有效應(yīng)力比規(guī)定推導(dǎo)證明類似。