11。复材 混凝土组合梁和组合板11 1。一般规定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,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 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,11，1，3，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。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 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C20 11.1。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,11。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、50010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，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.11.1.7 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 11。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,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 0,48,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,