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11.復材、混凝土組合梁和組合板11 1、一般規(guī)定11,1 1，復材，混凝土組合梁、即纖維增強復合材料.混凝土組合梁，是單個或多個復材梁式構(gòu)件與其頂面的整體混凝土翼板沿二者的結(jié)合界面通過抗剪連接構(gòu)造組合形成的受彎構(gòu)件，它利用復材構(gòu)件自重輕，強度高.彈性好和混凝土翼板剛度大、穩(wěn)定性好，工程造價低的優(yōu)勢 通常將復材構(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。復材 混凝土組合梁的最優(yōu)結(jié)構(gòu)體系為簡支梁.當經(jīng)濟條件許可或工程實際需要時.也可用于連續(xù)梁和伸臂梁。在施工過程中 復材構(gòu)件可作為混凝土翼板的永久模板、根據(jù)近年的研究增加復材，混凝土組合板,復材板在受拉側(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、國內(nèi)外研究實踐中。復材?；炷两M合梁構(gòu)件多采用箱形截面和工形截面形式，復材.混凝土組合板可采用空心復材板上增設(shè)混凝土層 設(shè)計方法同箱形梁。也可采用帶肋復材板為底板的形式，從技術(shù).經(jīng)濟性能綜合最優(yōu)的角度考慮。復材構(gòu)件的優(yōu)化截面形式應是以較少的復材材料獲得較大的彎扭剛度,因此，組合梁復材構(gòu)件宜首選箱形截面形式 工程常用且證明有效的復材箱形截面梁式構(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、復材構(gòu)件為非均質(zhì)各向異性結(jié)構(gòu)。應根據(jù)組合梁的受力狀態(tài)及復材構(gòu)件各點的應力狀態(tài)。對組成復材構(gòu)件的纖維鋪層取向進行專門設(shè)計.可按復合材料力學理論和相應設(shè)計規(guī)范設(shè)計計算確定.復材構(gòu)件一般采用碳纖維復材 芳綸纖維復材。玻璃纖維復材單一纖維增強復合材料或其中二者或三者混雜復合材料構(gòu)成、復材構(gòu)件的基體樹脂一般采用環(huán)氧樹脂 乙烯基酯樹脂和不飽和聚酯樹脂。因復材，混凝土組合梁的界面上，混凝土翼板對界面存在著堿化學腐蝕作用，玻璃纖維復材中的中堿玻璃纖維耐堿腐蝕性能相對較弱，強度相對也較低。故要求玻璃纖維復材構(gòu)件界面處的纖維材料應選用無堿玻璃纖維和耐堿玻璃纖維、因環(huán)氧樹脂中的醚基和羥基極性基團能使環(huán)氧樹脂分子與相鄰混凝土基材表面產(chǎn)生吸力。并且環(huán)氧樹脂耐堿腐蝕性強 故要求復材構(gòu)件的界面層樹脂應選擇三種基體樹脂中粘接力、耐水性，耐蝕性最好的環(huán)氧樹脂,從材料上保證復材，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。真實內(nèi)容和簡化分析計算考慮，復材構(gòu)件的材料可按線彈性材料考慮、因復材構(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)的表述非常復雜，若用復合材料力學的微觀力學彈性常數(shù)方法表述 不僅計算分析困難，也不便于工程應用。因此采用等效的彈性常數(shù)，即復材構(gòu)件頂板、底板 側(cè)板的表觀平均彈性常數(shù)、這不僅能反映復材構(gòu)件的宏觀材料性能,還能省略繁雜的復合材料力學計算.使復材.混凝土組合梁的工程應用從設(shè)計計算上成為真實可行。復材構(gòu)件材料的等效彈性常數(shù)確定.可由與復材構(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家相應技術(shù)標準進行試驗確定 為避免每個工程每根梁都靠試驗獲得材料性能參數(shù)和節(jié)省試驗費用,也可按經(jīng)典復合材料力學理論,由組成復材構(gòu)件各單層的纖維，樹脂材料的彈性常數(shù)和鋪層方式計算確定復材構(gòu)件頂板。底板和側(cè)板的等效彈性常數(shù),復材.混凝土組合梁中,復材構(gòu)件的力學性能指標如靜,動力拉。壓,彎，剪強度都遠高于混凝土翼板，若混凝土翼板強度等級太低,易使組合梁的力學性能不能充分發(fā)揮 并且界面連接強度也較低 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度等級不應低于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.國內(nèi)曾進行過復材波形板,干法粘接復材小工字梁 螺栓剪力釘?shù)燃袅B接的試驗研究，國內(nèi)外其他單位也進行過粘接橫向的樹脂混凝土條，復材銷釘?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，同時容易保證施工質(zhì)量，11、1 5，復材?；炷两M合梁混凝土翼板的有效寬度計算.參考了現(xiàn)行國家標準 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。GB 50010和,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準、GB，50017的規(guī)定。根據(jù)相關(guān)科研單位試驗結(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算 是因為組合梁復材構(gòu)件的材料為線彈性、在荷載標準組合作用下產(chǎn)生的截面彎矩不會使混凝土翼板進入明顯的塑性,界面的剪力連接件也處于彈性。但如果混凝土翼板出現(xiàn)開裂。應考慮其影響、忽略受拉區(qū)混凝土的剛度貢獻,11 1，7,混凝土受壓破壞具有一定的延性,并且能使材料強度得到充分發(fā)揮 而復材受拉斷裂、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,應在結(jié)構(gòu)設(shè)計中予以避免.如果不能避免.應適當進行承載力折減以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力安全儲備、11.1。8,復材構(gòu)件作為混凝土翼板的模板使用的施工狀態(tài)。應根據(jù)復材構(gòu)件的支承方式和施工荷載按彈性方法計算復材構(gòu)件的強度.穩(wěn)定性和變形 并符合相應的技術(shù)標準要求、使用階段組合梁的承載能力極限狀態(tài)驗算.可不考慮復材構(gòu)件初始內(nèi)力對組合梁極限承載力的影響，但組合梁的變形計算 應考慮使用階段荷載產(chǎn)生的變形與施工階段復材構(gòu)件的變形進行疊加 11.1、9 復材構(gòu)件的有效應力比為構(gòu)件的設(shè)計應力與設(shè)計強度的比值 因復材構(gòu)件在長期荷載作用下會產(chǎn)生徐變，當拉應力水平較高時會出現(xiàn)徐變斷裂。以玻璃纖維復材構(gòu)件為例,因試驗證明玻璃纖維復材材料的徐變系數(shù)不超過2。1。故玻璃纖維復材構(gòu)件的設(shè)計應變應控制在其極限應變的1。2.1以內(nèi),由此推得玻璃纖維復材的設(shè)計應力不應超過其設(shè)計強度的1。2，1,0 48,故可偏安全地規(guī)定玻璃纖維復材構(gòu)件考慮長期荷載影響的有效應力比不超過0 3，碳纖維復材.芳綸纖維復材構(gòu)件的有效應力比規(guī)定推導證明類似