CECS 692-2020-T 复合材料拉挤型材结构技术规程.pdf
- 文档部分内容预览:
标准编号:T/CECS 692-2020
标准名称:复合材料拉挤型材结构技术规程
发布部门:中国工程建设标准化协会
发布日期:2020-05-08
实施日期:2020-11-01
标准状态:现行/即将实施
标准格式:PDF
文件页数:139页V一发生材料破坏时的抗剪承载力设计值。 .2材料性能: E. 全截面弯曲模量; E, 拉挤型材构件的纵向弹性模量: E,E2 组合梁的拉挤型材构件顶板和底板的纵向弹性 模量: Et 纵向压缩弹性模量; 纵向拉伸弹性模量; E 横向压缩弹性模量: Et 横向拉伸弹性模量; e 混凝土翼板中的混凝土抗压强度设计值; fcr 临界屈曲应力设计值; f. 胶层材料抗拉强度设计值: fe 胶层材料抗剪强度设计值: fa 拉挤型材强度设计值: fi.l 构件的纵向强度设计值; J.L.d 纵向拉伸强度设计值: fr.k 纵向螺栓挤压强度标准值: Fi.k 纵向压缩强度标准值: Fi.k 纵向拉伸强度标准值; fLT.di 面内剪切强度设计值; fi.T.k 面内剪切强度标准值; fk一 拉挤型材强度标准值;
fnt 螺栓材料的抗拉强度设计值 fn 螺栓材料的抗剪强度设计值: fsh.l 层间剪切强度设计值: fl.k 层间剪切强度标准值; f 混凝土翼板中的混凝士抗压强度设计值: f.k 横向螺栓挤压强度标准值: ff.k 横向压缩强度标准值; fI.k 横向拉伸强度标准值: f 组合梁剪力连接件与拉挤型材构件粘结连接界 面的抗剪强度设计值: fr 在设计荷载下的螺孔承压强度设计值: : 在设计荷载下的抗拉强度设计值: GL.T 面内剪切模量 T 玻璃化温度; .T 面内泊松比: E 混凝土翼板的极限压应变: 拉挤型材构件1/2高度处的正应变; Ei、E 拉挤型材构件顶板和底板1/2高度处的正应变; Eil.Eidl. 拉挤型材构件沿染纵向的抗压极限应变设计值 和抗拉极限应变设计值: Erd.t、Eel.t 拉挤型材构件顶板沿梁纵向的抗压极限应变设 计+值和抗拉极限应变设计值: Efed.>Efai.12 拉挤型材构件底板沿梁纵间的抗压极限应变设 计值和抗拉极限应变设计值
暖通空调设计、计算u 加载点到截面剪力中心的距离; 横藏面面积; Ah 螺栓有效面积; A. 胶层面积:
构件全截面面积; A. 构件净截面面积; Am 剪切净截面面积; Ant 受拉净截面面积; A 腹板面积; b 宽度; h、b 组合梁外侧和内侧混凝土翼板的计算宽度; b 集中荷载在腹板上的投影宽度: 拉挤型材构件的顶板宽度; 、h 拉挤型材构件顶板的宽度和高度: lhg>hf2 拉挤型材构件底板的宽度和高度; bt 截面第1个矩形条的长度、厚度: b 剪力连接件与拉挤型材构件粘结连接的底面宽度 bh 腹板在轴线方向上的承载长度; d 螺栓公称直径; d 垫圈外直径; D 圆管外径: e2 边缘螺栓与构件侧边的间距: 截面形心到剪切中心的距离: g 两个连续螺栓孔的横向中心到中心的距离: 五 高度; h 混凝土板的厚度; h: 拉挤型材板的高度: hw 腹板高度; R 构件顶部与腹板拐角处距离; 一 单位长度; 集中荷载作用点与腹板的距离; Lefr 集中荷载分布长度; 构件计算长度:
L 跨度或悬臂端长度; Lb一一受压翼缘侧向约束点之间的长度或约束横截面扭 转的两个相邻支撑点之间的长度; 回转半径; Fxr一 构件绕r轴、y轴的回转半径: R 绕截面扭转中心的极回转半径: S 两个连续螺栓孔的纵向中心到中心的距离: 壁厚; 翼缘厚度; tw 腹板厚度; 2一 有效宽度; 士 组合梁板有效受压区高度; 组合梁截面形心轴至梁、板顶面的距离; 组合梁混凝土翼板截面形心轴至梁,板截面形心 轴的距离; .0 组合染混凝土翼板截面形心轴至梁、板顶面的 距离; 一 组合板拉挤型材构件的截面形心轴至板戴面形心 轴的距离; 组合板拉挤型材构件的截面形心轴至板顶面的 距离; T、d2 组合梁拉挤型材构件的顶板和底板的截面形心轴 至梁藏面形心轴的距离: rno20 组合梁拉挤型材构件的顶板和底板截面形心轴至 梁顶面的距离; n 型材混凝王组合染截面中性轴距梁顶面的高度; 中性轴到构件边缘纤维的距离: 胶层受拉边缘与形心的距离; 截面形心到剪切中心的距离:
入x 一 构件绕轴(垂直角分线方向)方向的有效长 细比; 入 1 入 z 截面对轴、轴(垂直于截面方向)的长细比: 入 截面弯扭屈曲状态等效长细比
2. 2. + 计算系数
C,β 疲劳计算.参数: Ch 跨内无约束的两端有支撑构件的弯矩修正系数; 翘曲常数; D 截面扭转刚度; D. 截面翘曲刚度; Gh 全截面剪切模量: H 参数; 1, 全截面抗扭惯性矩; 1, 弱轴惯性矩: . 圣维南扭转常数: 大 有效截面折减系数; ki、k? 取决于荷载类型和边界条件的系数: , 转动刚度系数; k.T 受剪屈曲刚度系数: 人 剪力连接件粘结连接影响系数: K. 净截面受拉承载力应力集中系数: K.1. 多排螺栓净截面受拉承载力应力集中系数: K 开孔系数: 川 同一列螺栓数量: 1 同排螺栓孔数目(横向分布螺栓孔为一排): 应力循环次数; ?I 混凝土翼板受压区等效矩形应力系数: 3 宽度和厚度之比: Y 结构重要性系数:
Y. 证挤型材环境影响系数: Yr 拉挤型材材料分项系数: YI 拉挤型材温度影响系数: 2 约束系数; 参数: 0 : 受力方向系数: 容许应力幅
3.1.1规程泌及的材料做包括纤维、树脂、拉挤型材 材料等
3.1.2拉挤型材及原材料的选用、应符合下列规定:
选的材料成能实现设计功能要求 2力学性能与耐久性应保证运行安全:诈应满足设计使用 年限要求 3应具有质个格证等证明文件
3.2.1拉挤型材的增强材料应选剧碱玻璃纤维、玄武岩红 催、碳维及相应制品。 3.2.2拉挤型材巾应采与纤维良好匹配的树脂。应选用环乳 树脂,乙烯其酯树脂、聚氨脂树脂、酚醛树脂或不饱利聚酯 树脂。
3.2.3尽体添加颜料、染料、
挤型材学性能利耐腐蚀性能。有阅燃要求的拉挤型材,树脂时 叫添加阻燃剂:室外使用的拉挤型材,树脂中宜添加紫外线吸 收剂
3.3.1拉挤型材应符合现行国家标准《结构川用纤维增强复台材
3.3.1拉挤型材应符合现行国家标准《结构用纤维增强复台材 料持挤材》(3/131539的有美规定:外露的拉挤型材横截面 计人受力而积的部分成满足壁厚要求,任一壁原不应小
1 3.3拉挤型材物理性能应符合表3.3.3的规定
3.3.3拉挤型材物理性能应符合表3.3.3的规定
表3.3.3拉挤型材物理性能
3.3.4拉挤型材的力学性能指标中,各项强度的标准值应具有 95%的保证率,各项弹性模量应取平均值。 3.3.5拉挤型材力学性能要求可分为M17、M23和M30三个 等级:各等级的拉挤型材的力学性能标准值应按表3.3.5取值。
等级:各等级的拉挤型材的力学性能标准值应按表3.3.5取值
表中的弹性模量使用平均值、强度与承载力为具有95%保证率的标准值 (平均值一1.645×标准差):
(平均值一1.645×标准差):
fi=k Y Y. YT
式中: f 拉挤型材强度设计值(MPa); f 拉挤型材强度标准值(MPa),按本规程第3.3.5 条的规定取值; 拉挤型材材料分项系数,取1.25: 拉挤型材环境影响系数,按表3.3.6取值; YT 拉挤型材温度影响系数,按本规程第3.3.7条的规 定取值。
表3.3.6拉挤型材环境影响系数Y
3.3.7温度影响系数Y的取值应符合下列规定:
1当结构最高平均温度高干拉挤型材的玻璃化温度T,时。 拉伸强度对应的温度影响系数Y应取1.6,受剪和压缩强度对应 的温度影响系数Y应取6.0。 2当结构最高平均温度低于(T,一20℃)时,温度影响系 数Y,应取 1. 0。 3当结构最高平均温度在(1一20%)和T之间时,温 度变影响系数Y应采用线性内插求得
复合材料拉挤型材》GB/T31539的有关规定,测得的全 缩极限承载力标准值与横截面面积之比应大于纵向压缩强 值的 85%
3.3.10结构中有耐久性要求的拉挤型材.应按现行国家标准
《结构用纤维增强复合材料拉挤型材》GB/T31539的有 进行耐久性试验。
3.3.11拉挤型材截面可分为方管、圆管、双槽形、槽形、工字
角形、T形和异形截面;截面规格和截面特性可按本规程 A的规定取值。
3. +.1拉挤型材连接材料宜采用普通钢螺栓、不锈
3.+.2拉挤型材连接用钢螺轻包括4.6级与1.8级普迪螺控 (级螺栓)及.6级与8.8级普通螺栓(A级或13级螺栓),钢 螺轻的性能和质量应符合现行国家标准《紧固作机械性能螺 仝,螺钉和螺柱》(B:T3098.1的有关规定:(级螺栓的规格和 尺小应符合现行国家标准《六角头螺栓级》(GBT5780的有 关规定,A级、H级螺栓的规格和尺寸应符含现行国家标准《六 角头螺轻》(GB/T5782 的有关规
拉强度标准值不应低于200MPal+抗剪强度标准值不应低于 10MPa。测试方法可按现行国家标准《紧固件机械性能螺检、 螺钉和螺托》B13098.1的有送规定执行, 3.+5拉挤型材连接用粘结材料底与拉挤型材的树脂相配 拉伸剪切强度应人15MPa:拉伸剪切强度的测试方法应符台 现行国家标雅《胶霜剂单搭接拉仲剪切强度试验法(复合材料 对复合材料)》(GB‘T33334的有关定
强度标准值不应低于200MPal,抗剪强度标准值不应但 MPa。测试方法可按现行国家标准《紧固件机械性能螺 和螺托》(B713098.1的有规定执行
拉伸剪切强度应人15MPa:拉伸剪切强度的测试方法应符合 现行国家标雅《胶霜剂单搭接拉仲剪切强度试验法(复合材料 对复合材料)》GB‘T33334的有关舰定
4.1.1除疲劳计算外,拉挤型材结构设计低采用以概渐 基础的极限状态设计方法。
4.1.2拉挤型材结构应按下列网种状态进行设计:
!本载能力极限状态:构件和连接的强度破坏、疲劳破坏 和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定、结构转 变为机动体系和结构倾: 2正常使用极限状态:影响结构、构件和作结构构件正常 史用或外观的变形,影响正常使的振动,影响正常使用或耐久 性能的高部损坏,
和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转 变为机动体系和结构倾疆 2正常使旧极限状态:影响结构、构件和结构构件止常 史用或外观的变形,影响正常使的振动,影响正常使用或耐久 性能的尚部损坏。 4.1.3建筑结构的内力应按结构静力学疗法进行预性分析,川 不人拉挤型材结构的塑性发展,但!成计人材料的答向异性对构 件内力和变形的影响:可对拉挤型材的截面构造形式、铺层方式 等进行专门设计 4.1.4应根据结构的侧移状态,合理判断二阶效应对内力和变 形的影响,当二阶效应对变矩和位移造成的增量不超过10时 可不计入二阶效应。当需要计人二阶效应时,可采用结构“阶弹 生分析的方法获得构件内,也可按本规程附录E的方法+使 用计人二阶效的框架结构弹性分析方法得到构件内打 +.1.5结构的让算模型和基本假定应符合构件连接的实际性能 上广拍柜刚法拉业
使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响常使用或耐久 注能的部损环, 4.1.3建筑结构的内力应按结构静力学疗法进行弹性分析,川 不人拉挤型材结构的塑性发展,但!成计人材料的答向异性对构 件内力和变形的影响:可对拉挤型材的截面构造形式、铺层方式 等进行专门设计, 1.1.十底根据结构的侧移状态,全理判断二阶效应对内小和变
4.1.3建筑继构的内力应按统构静力学方法进行迎性分
人拉挤型材结构的剃性发展,但成计人材料的各向异性对 内力和变形的影响:可对拉挤型材的截面构造形式、铺层方 进行专门设计,
件内力和变形的影响:可对拉挤型材的截面构造形式、铺层方式 等进行专门设计。 4.1.4应根据结构的侧移状态,合理判断二阶效应对内力和变 形的影响,当二阶效应对变矩和位移造成的增量不超过10%时, 可不计入二阶效应。当需要计人二阶效险时,可采用结构“阶弹 生分析的方法获得构件内力,也可按本规程附录B的方法,使 用计人二阶效的框架结构弹性分析方法得到构件内打
形的影响,当二阶效应对变矩和位移造成的增量不超过1 可不计入二阶效应。当需要计人二阶效应时,可采用结构 性分析的方法获得构件内力,也可按本规程附录B的方 用计人二阶效应的框架结构弹性分析方法得到构件内力
4.1.5结构的让算模型和基本假定应符合构件连接的实
节点连接应根据刚接、铰接或半刚接模型的实现,台理选用栓接 或其他连接形式,宜采用胶栓混金连接方式,
荷载组合系数、动力荷载的动力系数及荷载组合等,应按
家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定采用
4.1.7碳纤维增强拉挤型材重度可取1.7×10”kg/m
维增强拉挤型材重度可取1.9X10°kg/m°,玄武岩纤维增强拉 挤型材重度可取2.05×10*kg/m;如有实测数据,应以实测数 据为准。
+.1.8拉挤型材的面内泊松比可取0.3;如有实测数据,应
.1.8拉折型材的邮 以实测数据为准。 4.1.9拉挤型材的线膨胀系数在纵向可取9×106/℃.在横向
4.2承载能力极限状态规定
4.2.1设计拉挤型材结构时:应根据结构破坏可能产生的后果 采用不同的安全等级。结构重要性系数Y.应按表4.2.1选取
+.2.1拉挤型材结构重要性系数
4.2.2计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应 采用荷载设计值:计算疲劳及变形时,应采用荷载标准值。 4.2.3对于直接承受动力荷载的结构,在计算强度和稳定性时, 动力荷载设计值应乘以动力系数。
4.3正常使用极限状态规定
4.3.1长期荷载组合作用下,拉挤型材构件中的最大等效应力 与材料强度标准值之比,碳纤维增强拉挤型材不应超过0.7,玻 璃纤维增强拉挤型材不应超过0.3。
超过表4.3.2规定的限值。桥梁水平构件的挠度限值应根据具体 使用要求确定,
表 4.3.2受弯构件的挠度限值
4.3.3构件长期变形应计人不同使用年限长期作用
构件长期变形应计人不同使用年限长期作用的影响并进 变形放大系数应按表 4. 3. 3 取值
表4.3.3不同设计使用年限下的变形放大系数
4水平构件可预先起供,起拱大实你而要而定,直 为恒载标准值加1/2活载标准值所产生的挠度值。构件挠度可取 在恒载和活载标准值作用下的挠度计算值减去起拱值。
4.3.6对拉挤型材的楼盖和人行天桥应进行竖向自振频
大跨公共建筑和人行天桥的竖向振动频率不宜低于3H2,办公楼 和旅馆不宜低于4Hz:住宅和公寓不宜低于5Hz。也可根据本规 程附录C中的方法确定加速度峰值和满足舒适度要求的限值。 4.3.7拉挤型材受弯构件的变形验算可不计人栓接开孔引起的
4.3.7拉挤型材受弯构件的变形验算可不计人栓接开孔引起的 截面削弱
4.4.1对于结构框架、屋面及外饰面,可不计人风和地
作用下的疲劳影响动荷载。有下列情况时应进行疲劳计算:
式中: 应力循环次数; fa一 拉挤型材强度设计值(MPa): C、B 疲劳计算参数,根据构件和连接类型按表4.4.2 采用。
表 4. 4.2疲劳计算参数 C、B
连接节点的螺栓疲劳计算应符合现行国家标准《钢结构 准》GB50017的有关规定
4.4.3连接节点的螺栓疲劳计算应符合现行国家标准
栓孔直径的总和,并加上(n一1)/4g。 其中:n为同排螺栓孔数目(横向分布螺控孔为一排):s为两个 连续螺栓孔的纵向中心到中心的距离(mm);g为两个连续螺栓 孔的横向中心到中心的距离(mm)角钢相邻肢中螺栓孔的横 可闻距取角钢外轮廓中心到中心距离并减去角钢的厚度。 5.1.3轴心受拉构件的长细比应满足下式要求:
式中 L 构件有效长度(mm):应取构件横向支撑之间中心 至中心距离: 截面的回转半径(mm)。 一
5. 2 轴心受压构件
5.2.2恒载标准值引起的轴向应力不应超过欧拉应力的20%。 5.2.3有效长细比入应接下式计算:
5.2.2恒载标准值引起的轴问应力不应超过欧拉应力的20%。
中:l一 构件计算长度(mm),等于支撑点间距。当支撑
GJYE. Eti. IEiA.D/21D/2/(5. 2. 5 2): 圆管外径(mm);圆管撞厚(mm)。D图5.2.5圆管面示意[)径;!厚度5.2.6双槽形拼接截面构件(图5.2.6)的整体稳定极限承载图,2.6双槽形截面示意力高:力宽度:腹版高厚:单贸缘密度:!顺坂厚度:翼缘厚度
4H f ery J er2
式:hw 腹板高度(mm); tw 腹板厚度(mm); Ay 截面弯扭屈曲状态等效长细比; Ay、Az 截面对y轴、轴(垂直于截面方向)的长细比: f.a. 绕y轴的弯曲屈曲应力(MPa): fern 绕名轴(垂直于截面方向)的扭转屈曲应力 (MPa); H 参数(mm); Jp 截面形心到剪切中心的距离(mm); R. 绕截面扭转中心的极回转半径(mm);
(5. 2. 10 8)
3 价+ D.= Ej. 144 36
5.2.11矩形、正方形和圆形实心载面整体稳定极限承载力N. 应按下式计算:
[5. 2. 11]
6受弯、受剪、受扭构件
1承受平面内弯曲的构件,构件的抗弯承载力设计值应 列公式的规定:
M≤M. M. = min(M,,Mrl .M)
式中:M 构件所承受的驾矩设计值(kN·m): M. 抗弯承载力设计值(kN·m); M. 发生材料破坏时的抗弯承载力设计值(kN·m) 按本规程第6.1.2条计算; 整体稳定承载力设计值(kN·m),按本规程第 6.2.3条、第6.2.4条计算; Mer2 局部稳定承载力设计值(kN·m),按本规程第 6. 3. 2 条计算。 6.1.2构件发生受弯材料破坏时,构件的抗弯承载力设计值M. 应按下式计算
M, = 0. 9 fi.d I
式中: fi.d 构件的纵向强度设计值(MPa),取纵向拉伸强 度设计值和纵向压缩强度设计值的较小值;
式中:fi.d 构件的纵向强度设计值(MPa),取纵向拉伸强 度设计值和纵向压缩强度设计值的较小值: I,一弱轴惯性矩(N·mm); y一一中性轴到构件边缘纤维的距离(mm)。 6.1.3承受平面内剪力的构件,构件的抗剪承载力设计值应符 合下列公式的规定:
5.1.3承受平面内剪力的构件,构件的抗剪承载力设计值应符 合下列公式的规定。
V. = min(V.,Ver)
式中:V 构件所承受的剪力设计值(N) 抗剪承载力设计值(N); 发生材料破坏时的抗剪承载力设计值(N),按本规 程第6.1.4条计算; V 抗剪屈曲承载力设计值(N),按本规程第6.4.1条 计算。 6.1.4构件发生受剪材料破坏时,构件的抗剪承载力设计值V 应按下式计算
式中:A 腹板面积(mm): fi.T.cl 面内剪切强度设计
V, = 0. 9 A, fi.Td
fi.T.l 面内剪切强度设计值(MPa)。 6.1.5受扭构件的抗扭承载力设计值应符合下列公式的规定
装修设计教程6.1.5受扭构件的抗扭承载力设计值应符合下列公式的
TMT T, = 0. 9 fir.dJ /l
式中: T 构件所承受的扭矩设计值(kN·m); 抗扭承载力设计值(kN·m); T 圣维南扭转常数(mm*),根据表6.1.5确定 单位长度,1m。
表6.1.5截面的圣维南扭转常数
受弯构件的度计算应计人弯曲效应引起的挠度d和剪 引起的挠度d山东标准规范范本,然后将两个值叠加。弯曲效应引起的挠
切效应引起的挠度d。应按下
dh =k, FvL3 /(ED) d, = FyL/(A,G)
....- 相关专题: 复合材料