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文檔簡介
1、.新版抗震規(guī)范對舊版規(guī)范的主要改進(jìn)1.2010新版規(guī)范在砌體結(jié)構(gòu)方面的主要改進(jìn)1) 增加了砌體的塊體類型2) 降低6度和0.30g設(shè)防的層數(shù)和高度,調(diào)整橫墻較少房屋的適用范圍3) 新增建筑布置的規(guī)則性設(shè)計指標(biāo)4) 提高樓梯間等處構(gòu)造柱、芯柱的要求5) 提高底部框架房屋的設(shè)計要求6) 擴(kuò)充配筋砌塊房屋的抗震設(shè)計7) 取消內(nèi)框架房屋的使用進(jìn)一步向約束砌體發(fā)展體積配筋率0.07%0.2%為約束砌體,0.2%以上稱為配筋砌體。2.砌體房屋高度、層數(shù)控制注意事項取值 小數(shù)點(diǎn)后按有效數(shù)值控制起點(diǎn) 地面,坡地取低處,半地下室需嵌固終點(diǎn) 屋面板與外縱墻交接處的板頂坡頂形成實(shí)腹屋架時,同上對待閣樓 居住用房算一
2、層,高度至山墻半高,儲物用房、無固定樓梯不計入屋頂間 面積小于30%按5.2.4條處理,超過時按閣樓對待架空層 按一層計算樓面高度超過16m等,必須設(shè)置電梯乙類的房屋高度減3m少一層,不采用底框蒸壓磚抗震強(qiáng)度為普通粘土磚的70%,應(yīng)降一層和3m3.多層砌體房屋布置規(guī)則性的設(shè)計指標(biāo)承重墻 橫墻或縱橫墻,不應(yīng)M+RC墻縱橫墻布置 勻稱、對齊、連續(xù),不顯著差異,內(nèi)縱墻累計長度60%房屋總長窗間墻 尺寸均勻,開洞面積<55% .采取加強(qiáng)措施局部尺寸可減少20%墻洞位置 不影響縱橫墻連接,不設(shè)轉(zhuǎn)角窗平面輪廓 凹凸尺寸<50%典型尺寸, 凹凸>25%時房屋轉(zhuǎn)角加強(qiáng)樓板開洞 <30%
3、板寬,且墻兩側(cè)不同時開洞錯層 錯層>500mm應(yīng)按兩層計算樓梯間 不宜設(shè)于盡端或轉(zhuǎn)角處磚柱 不得采用獨(dú)立磚柱,跨度6m的樓面梁應(yīng)設(shè)組合柱等4.多層砌體房屋結(jié)構(gòu)布置的改進(jìn)注:1 多層砌體房屋的頂層,除木屋蓋外的最大橫墻間距應(yīng)允許適當(dāng)放寬,但應(yīng)采取相應(yīng)加強(qiáng)措施;2 190mm多孔磚抗震橫墻的最大橫墻間距應(yīng)比表中數(shù)值減少3m。橫墻較少、跨度較大的房屋,應(yīng)采用現(xiàn)澆RC樓屋蓋5.多層磚砌體房屋構(gòu)造柱設(shè)置的改進(jìn)多層磚房,應(yīng)按下列要求設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱:丙類房屋磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求(一般情況)大洞口,內(nèi)墻指不小于2.1m,外縱墻采取加強(qiáng)措施后放寬6.多層磚砌體房屋圈梁設(shè)置的改進(jìn)現(xiàn)澆RC樓蓋等沿所有
4、墻邊加強(qiáng)配筋并與構(gòu)造柱連牢,可無圈梁7.砌體房屋樓梯間構(gòu)造的改進(jìn)樓梯間應(yīng)符合下列要求:1 8、9度頂層樓梯間橫墻和外墻應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)26通長鋼筋;79度時其它各層樓梯間墻體應(yīng)在休息平臺或樓層半高處設(shè)置60mm厚的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶,其砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M7.5, 縱向鋼筋不應(yīng)少于210。2 樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角處的大梁支承長度不應(yīng)小于500mm, 并應(yīng)與圈梁連接。3 裝配式樓梯段應(yīng)與平臺板的梁可靠連接,8、9度時不應(yīng)采用裝配式樓梯段;不應(yīng)采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯,不應(yīng)采用無筋磚砌欄板。4 突出屋頂?shù)臉?、電梯間,構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部,并與頂部圈梁連接,內(nèi)外墻交接處應(yīng)
5、沿墻高每隔500mm設(shè)通長拉結(jié)網(wǎng)片(26與4點(diǎn)焊或4點(diǎn)焊)。8.砌體墻承載力計算的改進(jìn)在一個墻段內(nèi)設(shè)置多根構(gòu)造柱、水平分布筋的承載力計算原則和計算系數(shù):墻段兩端的構(gòu)造柱,繼續(xù)按89規(guī)范用抗震承載力調(diào)整系數(shù)RE反映其約束作用;墻段中部構(gòu)造柱的參與工作,并考慮間距小于3m的構(gòu)造柱對約束的修正;分別計入墻段中部構(gòu)造柱的混凝土和鋼筋以及水平筋對承載力的貢獻(xiàn),可在一定范圍內(nèi)通過調(diào)整構(gòu)造柱截面和鋼筋截面來控制所需的抗震承載力。此計算公式如下:砌塊墻承載力正應(yīng)力影響系數(shù):雙折線三折線9.配筋小砌塊房屋抗震設(shè)計要求的比較適用范圍擴(kuò)展到9度24m,其墻體豎向、橫向配筋率均不小于0.2%10.底框房屋抗震設(shè)計要求
6、的改進(jìn)底框砌體房屋的構(gòu)造措施底框磚房設(shè)計注意事項1) 布置 樓梯間附近次梁托墻的設(shè)計,地震內(nèi)力增大,主梁附加集中扭矩,支座附加彎矩2) 剛度比 底部不得大于上部!底部計入墻和框架的剛度,上部計入墻體和構(gòu)造柱的剛度3) 落地墻 避免低矮混凝土墻.邊緣構(gòu)件按構(gòu)造要求4) 過渡層 落地砼墻上層墻體應(yīng)特別加強(qiáng)5) 地下室 滿足嵌固條件不計入層數(shù)6) 上部砌塊墻類比7.4節(jié)加強(qiáng)構(gòu)造11.2010新規(guī)范在鋼結(jié)構(gòu)方面的主要改進(jìn)1) 增加0.15g和0.30g的最大適用高度2) 新增抗震等級,按高度和烈度分四級,內(nèi)力調(diào)整、長細(xì)比、寬厚比分四擋3) 放寬阻尼比和層間位移控制指標(biāo), 依據(jù)高度取0.040.024)
7、 改進(jìn)強(qiáng)柱、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計計算方法,強(qiáng)柱系數(shù),連接系數(shù),RE5) 改進(jìn)鋼構(gòu)件的連接構(gòu)造12.鋼結(jié)構(gòu)房屋最大適用高度和高寬比鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震等級(新增)79度某部位各構(gòu)件的承載力滿足2倍地震組合時,抗震等級允許降低一級* 中心支撐、偏心支撐等結(jié)構(gòu)中的框架部分的抗震構(gòu)造的等級乙類設(shè)防,提高一度查表確定抗震等級0.15g和0.30g的、類場地,分別按8、9度確定構(gòu)造的抗震等級鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長細(xì)比鋼結(jié)構(gòu)柱的板件寬厚比梁柱連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造坡口角度符合有關(guān)規(guī)定;翼緣厚度或12mm,取小者;(10.75)倍翼緣厚度;最小半徑19mm;3倍翼緣厚度(±12mm);表面平整。圓弧開口不大于25°13
8、.屈曲約束(消能)支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)屈曲約束支撐組成由芯材、約束芯材屈曲的套管和位于芯材和套管間的無粘結(jié)材料及填充材料組成的一種支撐構(gòu)件。性能受拉時同普通支撐而受壓時承載力與受拉時相當(dāng)且具有某種消能機(jī)制的支撐。結(jié)構(gòu)布置水平雙向、上下連續(xù)布置,防止扭轉(zhuǎn);宜采用人字支撐、成對布置的單斜桿支撐等形式,不應(yīng)采用K形或X形;支撐框架計算分配的Mov> 50%Mtot。計算方法附加阻尼比由試驗(yàn)結(jié)果按12章確定;在多遇地震下不發(fā)生屈曲時,可按中心支撐設(shè)計;與V形、人字形支撐相連的框架梁可不考慮支撐屈曲引起的豎向不平衡力。連接構(gòu)造同一般支撐框架。14.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的條文修改情況樓梯間非承重墻體 (200
9、8年局部修訂)框架填充墻和隔墻 2008年提升為強(qiáng)制性條文“性能化設(shè)計的方法”可參照附錄M.2關(guān)于“樓面譜方法”移到附錄M.3建筑構(gòu)件設(shè)計一般性要求新增女兒墻砌體隔墻、煙道等,(原7.1.7)框架填充墻塊材強(qiáng)度、樓梯間墻體構(gòu)造單層RC柱廠房圍護(hù)墻選型、布置非結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計方法(原條文說明)樓面譜方法 (原13.2.5)15.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用計算等效側(cè)力法計算 (13.2.3)重心處最不利方向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F:F 1 2 max G 式中: 功能系數(shù),取決于設(shè)防類別和使用要求,參照附錄M.2確定;分為1.4、1.0、0.6三檔;類別系數(shù),取決于構(gòu)件材料性能等因素,參照附錄M.2確定;在0
10、.61.2范圍內(nèi)取值;1狀態(tài)系數(shù);預(yù)制構(gòu)件、懸臂構(gòu)件、支承點(diǎn)低于質(zhì)心的設(shè)備和柔性體系取2.0,其余1.0;2位置系數(shù),頂點(diǎn)取2.0,底部1.0,沿高度線性分布;可按時程法計算結(jié)果調(diào)整;max多遇地震影響系數(shù)最大值;G重力,含運(yùn)行時人員、容器中的介質(zhì)及儲物。建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的類別系數(shù)和功能系數(shù)16.建筑構(gòu)件抗震構(gòu)造措施的變化多層砌體結(jié)構(gòu)中后砌隔墻、垃圾道、預(yù)制挑檐的連接鋼筋混凝土框架中的填充墻平面和豎向布置、塊體和砂漿強(qiáng)度、與框架連接構(gòu)造、樓梯間等鋼絲網(wǎng)面層鋼筋混凝土柱廠房圍護(hù)墻、女兒墻、圍護(hù)墻材料和布置、圈梁設(shè)置和構(gòu)造、墻梁連接構(gòu)造、磚圍護(hù)墻基礎(chǔ)構(gòu)造、內(nèi)隔墻穩(wěn)定措施、女兒墻防倒措施17.鋼支撐-
11、混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)最大適用高度RC框架和框剪的平均值,即6度(95) 7度(85) 8度(70) 8.5度(55)抗震等級支撐框架部分比8.1.3、6.1.2的框架結(jié)構(gòu)提高一級,混凝土框架部分仍按框架結(jié)構(gòu)確定。結(jié)構(gòu)布置水平雙向、上下連續(xù)布置,防止扭轉(zhuǎn);采用X、V形,單支撐投影對稱;支撐框架計算分配的Mov> 50%Mtot。18.鋼支撐-混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)計算方法阻尼比0.045;斜桿按鉸接模型,面外偏心需附加彎矩;二道防線:框架按二種模型的不利設(shè)計;層間位移在框架和框剪之間內(nèi)插(彈性1/650, 彈塑性1/67)。連接構(gòu)造同RC廠房柱間支撐,與框架梁的連接不先于支撐破壞。19.
12、鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)最大適用高度RC核心筒和S框-支撐的平均值參見JGJ 3: 6度(200) 7度(180)8度(150) 8.5度(130)抗震等級鋼框架部分按8.1.3確定,混凝土筒體比6.1.2的核心筒提高一級(8度為特一級)結(jié)構(gòu)布置鋼框架梁柱剛接; 樓蓋加強(qiáng)整體性;鋼框架計算分配的Vfmax> 10%Vtot;否則筒體高一級下部SRC柱而上部S柱, 需設(shè)置過渡。計算方法阻尼比0.045;考慮施工模擬、鋼柱與混凝土墻軸向變形差異;二道防線:鋼框架承擔(dān)的剪力同RC核心筒結(jié)構(gòu);層間位移按RC結(jié)構(gòu)??拐饦?gòu)造除筒體與鋼梁連接處外,分別按鋼結(jié)構(gòu).混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)定執(zhí)行。20.大跨
13、屋蓋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)適用范圍拱、桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、張弦梁、弦支穹頂?shù)冉M成的鋼屋蓋 (跨度120m、長度300m、懸挑40m)結(jié)構(gòu)選型傳力合理、規(guī)則、均勻、避免扭轉(zhuǎn);宜采用輕型屋面系統(tǒng);支承結(jié)構(gòu)避免增加屋蓋的不規(guī)則性。屋蓋體系單向傳力體系,設(shè)面外支撐、桁架加強(qiáng)空間傳力體系,加強(qiáng)周邊、開口邊。單層網(wǎng)架,節(jié)點(diǎn)應(yīng)剛接。計算方法阻尼比,純鋼0.02,混合0.0250.035;支承節(jié)點(diǎn)模擬、屋蓋與支承結(jié)構(gòu)協(xié)同,幾何非線性;地震作用方向,效應(yīng)組合和撓度控制;關(guān)鍵構(gòu)件和關(guān)鍵支座的內(nèi)力調(diào)整??拐饦?gòu)造桿件長細(xì)比;節(jié)點(diǎn)的最小板厚、壁厚;一般支座、滑移型支座、小震受壓支座的構(gòu)造。21.單建式地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)適用范
14、圍單建的地下車庫、過街通道、變電站或空間綜合體 (地鐵、公路隧道、高層附屬地下室除外)抗震等級6、7度四級,8、9度三級;乙類提高一級結(jié)構(gòu)布置簡單、對稱、規(guī)則、平順;加強(qiáng)整體性,避免剛度和承載力突變;注意位于山區(qū)的口部結(jié)構(gòu)選型。計算方法7度、類不驗(yàn)算;計算模型、作用方向:橫向平面應(yīng)變或空間結(jié)構(gòu);計算方法:平面位移法、加速度法、側(cè)力法;土-結(jié)構(gòu)時程法彈塑性層間位移:不規(guī)則、變電站、綜合體,1/250。抗震構(gòu)造框架結(jié)構(gòu)柱,縱筋配筋率增加0.2%;混凝土板,負(fù)筋50%錨入連續(xù)墻內(nèi),正筋全部錨入內(nèi)襯;液化土層、軟土層、巖石口部專門的構(gòu)造措施。22.抗震性能化設(shè)計方法23.抗震性能化設(shè)計方法可供選擇的地
15、震動使用年限50年,按規(guī)范取小震、中震和大震;設(shè)計使用年限不同于50年,其地震作用需要做適當(dāng)調(diào)整,經(jīng)專門研究提出并按規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)確定。當(dāng)缺乏當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)資料時,可參考建筑工程抗震性態(tài)設(shè)計通則(試用)CECS:160的附錄A,其調(diào)整系數(shù)的范圍大體是:設(shè)計使用年限70年,取1.151.2;設(shè)計使用年限100年,取1.31.4。注意事項建筑的抗震性能化設(shè)計,立足于承載力和變形能力的綜合考慮,具有很強(qiáng)的針對性和靈活性。例如:作為“抗震安全島”的樓梯間,可提出確保大震下具有安全避難通道的具體目標(biāo)和性能要求;對特別不規(guī)則、復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),可對抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件分別提出不同的性能目標(biāo),提高其整體
16、或關(guān)鍵部位的抗震安全性;對水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,為確保大震下自身及相關(guān)構(gòu)件的安全而提出大震下的性能目標(biāo);對機(jī)電設(shè)施,地震時需要連續(xù)工作的,相關(guān)部位層間位移需滿足設(shè)備運(yùn)行所需的位移限值;其他情況,震后殘余變形滿足設(shè)施檢修后運(yùn)行或大震后可修復(fù)運(yùn)行的位移要求??拐鹦阅芑O(shè)計計算分析的主要工具是彈塑性分析。一般情況,應(yīng)考慮構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下進(jìn)入彈塑性工作階段和重力二階效應(yīng)。鑒于目前的構(gòu)件彈塑性參數(shù)、分析軟件對構(gòu)件裂縫的閉合狀態(tài)和殘余變形、結(jié)構(gòu)自身阻尼系數(shù)、施工圖中構(gòu)件實(shí)際截面、配筋與計算取值的差異等等的處理,還需要進(jìn)一步研究和改進(jìn),當(dāng)預(yù)期的彈塑性變形不大時,可利用等效阻尼等模型簡化估算。對彈塑性計算結(jié)果應(yīng)側(cè)重于
17、工程判斷。24.樓梯參與空間分析的計算方法準(zhǔn)確的計算模型:樓梯構(gòu)件包括:樓梯板、平臺板、梯梁、梯柱。樓梯空間計算包括:計算單元、節(jié)點(diǎn)關(guān)系、互相影響、結(jié)果輸出。1)樓梯板和平臺板采用自動剖分節(jié)點(diǎn)對齊的空間殼單元;2)梯梁和梯柱采用多節(jié)點(diǎn)的空間桿單元;3)樓梯板、平臺板、梯梁、梯柱、樓梯間角柱、樓梯間混凝土墻、樓梯間磚墻和框架梁之間所有節(jié)點(diǎn)自動對應(yīng)和剖分;4)所有構(gòu)件一起參與空間分析,樓梯剛度將影響結(jié) 構(gòu)剛度、周期、位移和內(nèi)力等所有計算結(jié)果;(徹底處理無限剛和彈性計算的矛盾,樓梯永遠(yuǎn)是彈性的)5)輸出梯梁、梯柱、樓梯板和平臺板的計算結(jié)果。(得到樓梯構(gòu)件本身的受力狀況) 在水平力效應(yīng)驗(yàn)算計算書中輸出
18、樓梯構(gòu)件本身的抗震驗(yàn)算結(jié)果。6) 審圖時注意在結(jié)構(gòu)信息總體信息中輸出:計算中考慮樓梯構(gòu)件的影響25.梯板的抗震計算1)梯板嚴(yán)格意義上應(yīng)是拉彎壓彎構(gòu)件。一般情況下恒活載產(chǎn)生的拉應(yīng)力比地震作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力小一個數(shù)量級,所以暫且不互相組合,分別計算抗彎和抗拉。2)每層最大梯板總的底配筋和面配筋:梯板正常使用是兩端簡支的抗彎構(gòu)件,在地震作用下又是支撐構(gòu)件,所以按如下求得抗彎底配筋和抗拉總配筋。a)抗彎底配筋(cm2/m)=根據(jù)單向簡支梯板彎矩(q*l*l/8)求得配筋b)梯板沿走向上下雙排總配筋(cm2/m)=1.3*0.85*最大平均拉力/板鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值總的底配筋大于等于抗彎底配筋,總的面配筋大于
19、等于1/4抗彎底配筋,總的底配筋加總的面配筋大于等于抗拉總配筋。c) 每塊梯板分別進(jìn)行抗震計算,根據(jù)梯板平均拉應(yīng)力,并求相應(yīng)的抗拉鋼筋。26.新規(guī)范設(shè)計中一些概念的變化高規(guī)在框支梁柱基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)換梁柱概念新高10.2.7-8框支梁控制(最小配筋率、加密區(qū)箍筋的最小面積配筋率、最小抗剪截面)適用于所有轉(zhuǎn)換梁,并增加了三級要求。新高10.2.10-12框支柱控制適用于所有轉(zhuǎn)換柱,并增加了三級要求,增加了節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算的要求。1)轉(zhuǎn)換梁概念:托柱的梁為轉(zhuǎn)換梁,托墻的梁為框支梁。2)轉(zhuǎn)換柱概念:轉(zhuǎn)換柱的柱為轉(zhuǎn)換柱,轉(zhuǎn)換墻的柱為框支柱。3)梁一次轉(zhuǎn)換:對于柱A托梁,梁再托柱情況,程序自動判斷柱A是轉(zhuǎn)換柱,梁為
20、轉(zhuǎn)換梁;4)梁多次轉(zhuǎn)換:對于柱A托梁B,梁B托梁C,梁C再托柱D情況,程序不能自動判斷柱A是轉(zhuǎn)換柱,梁B為轉(zhuǎn)換梁,需人工指定;5)托頂部小塔樓的梁柱不是轉(zhuǎn)換梁柱。27.剪力墻底部加強(qiáng)部位共有4條不同:新抗6.1.10新高7.1.41、底部加強(qiáng)部位的高度,應(yīng)從地下室頂板算起。2、部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取框支層加框支層以上二層的高度及落地抗震墻總高度的1/10二者的較大值;其他結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部二層二者的較大值,房屋高度不大于24m時,底部加強(qiáng)部位可取底部一層。3、當(dāng)結(jié)構(gòu)計算嵌固端位于地下一層底板及以下時,底部加強(qiáng)部位尚宜
21、向下延伸到地下部分的計算嵌固端。4、取消了15m的限制。28.地下室有多層側(cè)約束,但不嵌固如何處理?舉例:3層地下室,兩層有擋土墻,計算在結(jié)構(gòu)基底嵌固。按底部加強(qiáng)部位尚宜向下延伸到地下部分的計算嵌固端,兩層側(cè)約束層都為加強(qiáng)部位,實(shí)際有側(cè)約束層向下一層為加強(qiáng)部位即可。29.連梁剛度折減系數(shù)新高5.2.1高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用組合效應(yīng)計算時,可對剪力墻連梁剛度予以折減,折減系數(shù)不宜小于0.5。明確了僅在有地震作用的組合中可以對連梁剛度進(jìn)行折減,對沒有地震作用參與組合的(如重力荷載與風(fēng)的組合)不能考慮連梁剛度折減。30.非框架結(jié)構(gòu)中如何處理如下抗規(guī)定義的薄弱層?樓層側(cè)向剛度可取樓層剪力與樓層層間位移之
22、比,其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%,薄弱層放大系數(shù)為1.15(高層結(jié)構(gòu)也要滿足抗規(guī)要求);不滿足新高4.5.2的新要求,薄弱層放大系數(shù)為1.25;考慮層高修正的樓層側(cè)向剛度比=下層側(cè)向剛度*下層層高/上層側(cè)向剛度*上層層高(高規(guī)3.5.2條文)31.承載力比計算中是否考慮斜撐?舊高4.5.3樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受剪承載力是指在所考慮的水平地震作用方向上,該層全部柱及剪力墻的受剪承載力之和。新高3.5.3 樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力是指在所考慮的水平地震作用方向上,該層全部柱、剪力墻、斜撐的受剪承載力之和。斜撐的受剪承載力計及最大軸力的貢
23、獻(xiàn) ,不能采用它的極限承載力(太大)。32.墻平面外抗拉脫的計算新混11.7.19-11.7.23如果樓面梁僅在墻肢一側(cè)與墻連接,當(dāng)樓面梁縱筋的直段錨固長度:Lah0.22(Rw*n)*1/2LaE或Lah小于0.45LaE 平面外抗拉脫承載力按下列規(guī)定計算 :33.抗震墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計1. 規(guī)范的抗震墻結(jié)構(gòu)指由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成,變形特征為彎曲型。若墻肢和框架梁組成而變形特征成為剪切型,則不屬于規(guī)范的抗震墻結(jié)構(gòu)。2遵循強(qiáng)墻弱梁、強(qiáng)剪弱彎原則,即連梁屈服先于墻肢屈服,連梁和墻肢應(yīng)為彎曲屈服。3墻體端部設(shè)邊緣構(gòu)件或與另一方向墻肢相連。4強(qiáng)震下塑性鉸控制在底部加強(qiáng)部位。5相鄰層墻厚、墻面洞口位置
24、無突變, 防止薄弱層變形集中6依據(jù)墻邊緣的壓應(yīng)變大小設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。7避免墻肢大偏拉受力。34.抗震墻內(nèi)力調(diào)整問題1調(diào)整截面的組合彎矩設(shè)計值,目的是通過配筋方式迫使塑性鉸區(qū)位于墻肢的底部加強(qiáng)部位。2多遇地震下小偏心受拉墻肢,在設(shè)防地震、罕遇地震下抗震能力可能大大喪失;多遇地震下為偏壓的而設(shè)防地震下轉(zhuǎn)為偏拉,其抗震能力有實(shí)質(zhì)性的改變,需相應(yīng)加強(qiáng)。雙肢抗震墻的墻肢不宜出現(xiàn)小偏心受拉,無論是小偏心受拉或大偏心受拉,另一墻肢的剪力和彎矩設(shè)計值均應(yīng)乘以增大系數(shù)1.25。3. 剪力調(diào)整要求保持不變。35.框架與抗震墻組成的結(jié)構(gòu)1少框架-抗震墻結(jié)構(gòu)屬于抗震墻體系,墻體抗震等級按抗震墻結(jié)構(gòu)確定2框架-少抗震
25、墻結(jié)構(gòu)屬于框架體系,給定側(cè)力下框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩Mf大于總地震傾覆力矩的50%,按框架結(jié)構(gòu)確定抗震等級,框架按二種模型不利者設(shè)計3框架-抗震墻結(jié)構(gòu)框架按二道防線設(shè)計,框架至少承擔(dān)min0.2V0,1.5Vcf,max4框架-核心筒結(jié)構(gòu),比框架-抗震墻結(jié)構(gòu)加嚴(yán):Vcf,max<0.1V0時,框架承擔(dān)0.15V0,核心筒剪力增大36.框支層結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整 框支層框架柱承擔(dān)的地震剪力和相應(yīng)的彎矩:框支柱不少于10根,取結(jié)構(gòu)底部總剪力20%;框支柱少于10根,每根柱取結(jié)構(gòu)底部總剪力2%??蛑涌蚣苤钌?、最下端彎矩增大系數(shù):一級1.5,二級1.25。中間層可按框架的要求調(diào)整。在地震作用下由
26、于落地抗震墻剛度退化,將增大框支柱的地震作用,框支柱由地震作用引起的附加(或減?。┹S力:一級增大50%,二級20%,柱截面縱筋應(yīng)按調(diào)整后的彎矩和軸力最不利情況進(jìn)行設(shè)計??蛑е妮S壓比可不考慮軸力增大??蛑е鶓?yīng)按調(diào)整后的柱彎矩,考慮強(qiáng)剪弱彎進(jìn)行剪力計算及斜截面設(shè)計。37.板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)改進(jìn) 1房屋最大適用高度適當(dāng)放高6度80(40) 7度70(35) 8度55(30) 8.5度402抗震墻承擔(dān)的地震剪力,高度大于12m為全部(同2001規(guī)范),高度不大于12m有所放松。3現(xiàn)澆樓屋面板的長寬比加嚴(yán)。4. 新增:板柱節(jié)點(diǎn)沖切承載力的抗震驗(yàn)算時,應(yīng)計入地震不平衡彎矩引起的沖切。5對柱上板帶,補(bǔ)充了
27、箍筋設(shè)置要求,修改了板底鋼筋塔接位置的規(guī)定。38.筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn) 1外框由計算分配的剪力不宜過小:當(dāng)加強(qiáng)層外的樓層最大剪力Vf,max<0.1Vtot各層Vf=0.15Vtot, Vtub=min1.1Vc,Vtot2抗震墻底部厚度變化、邊緣構(gòu)件的加強(qiáng)要求有所放松。(規(guī)范用詞由“應(yīng)”改為“宜”)3補(bǔ)充:樓面大梁與墻體正交的構(gòu)造。4對L/hb<2的連梁設(shè)置交叉暗柱、鋼筋的要求,由“宜”改為“可”。39.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點(diǎn)應(yīng)用范圍68度先張法和后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。后張預(yù)應(yīng)力框架、門架、轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換大梁,宜用有粘結(jié)。承重結(jié)構(gòu)的受拉桿件和一級的框架,不得用無粘結(jié)?;疽?guī)
28、定框架和轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換構(gòu)件不宜低于C40;其他C30。應(yīng)采取設(shè)置非預(yù)應(yīng)力筋等措施,具有良好的變形和消耗地震能量的能力,達(dá)到延性結(jié)構(gòu)的基本要求。應(yīng)避免構(gòu)件剪切破壞先于彎曲破壞、節(jié)點(diǎn)先于被連接構(gòu)件破壞、預(yù)應(yīng)力筋的錨固粘結(jié)先于構(gòu)件破壞。預(yù)應(yīng)力筋宜在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)外錨固。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級及相應(yīng)的地震組合內(nèi)力調(diào)整,仍應(yīng)按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求執(zhí)行??拐鹩嬎阕枘岜阮A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自身的阻尼比可采用0.03,等效阻尼比按RC部分和PRC部分在整個結(jié)構(gòu)總變形能的比例折算效應(yīng)組合地震作用效應(yīng)基本組合中,應(yīng)增加預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)項Spk,其分項系數(shù) p,一般情況應(yīng)采用1.0,預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)對構(gòu)件承載力不利時,應(yīng)采用
29、1.2。節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力筋穿過框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)時,節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的截面抗震驗(yàn)算,應(yīng)計入總有效預(yù)加力以及預(yù)應(yīng)力孔道削弱核芯區(qū)有效驗(yàn)算寬度的影響。*; 29 / 40聚乙烯(PE)簡介1.1聚乙烯化學(xué)名稱:聚乙烯英文名稱:polyethylene,簡稱PE結(jié)構(gòu)式: 聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂,也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯是五大合成樹脂之一,是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無嗅、無味、無毒,常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑,且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的
30、方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進(jìn)行造粒,制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃,燃燒時有蠟味,并伴有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異,主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度,也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關(guān)。2.力學(xué)性能PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強(qiáng)度較高外,其他力學(xué)性能絕對值在塑料材料中都是較低的。PE密度增大,除韌性以外的力學(xué)性能都有所提高。LDPE由于支化度大,結(jié)晶度低,密度小,各項力學(xué)性能較低,但韌性良好,耐沖擊。HDPE支化度小,結(jié)晶度高,密度大,拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度較高,韌性較差些。相對分子質(zhì)量增大,分子鏈間作用力相應(yīng)增大,所有力學(xué)性能,包括韌性也都提高。幾種PE的力學(xué)性能
31、見表1-1。表1-1 幾種PE力學(xué)性能數(shù)據(jù)性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸強(qiáng)度MPa拉伸彈性模量MPa壓縮強(qiáng)度MPa缺口沖擊強(qiáng)度kJ·m-2彎曲強(qiáng)度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.熱性能PE受熱后,隨溫度的升高,結(jié)晶部分逐漸熔化,無定形部分逐漸增多。其熔點(diǎn)與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點(diǎn)約為125137,MDPE的熔點(diǎn)約為126134,LDPE的熔點(diǎn)約為105115。相對分子質(zhì)量對PE的
32、熔融溫度基本上無影響。PE的玻璃化溫度(Tg)隨相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異,而且因測試方法不同有較大差別,一般在-50以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好,耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良,PE的脆化溫度(Tb)約為-80-50,隨相對分子質(zhì)量增大脆化溫度降低,如超高相對分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度低于-140。PE的熱變形溫度(THD)較低,不同PE的熱變形溫度也有差別,LDPE約為3850(0.45MPa,下同),MDPE約為5075,HDPE約為6080。PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低,LDPE約為82100,MDPE約為105121,HDPE為121,均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好,
33、在惰性氣氛中,其熱分解溫度超過300。PE的比熱容和熱導(dǎo)率較大,不宜作為絕熱材料選用。PE的線脹系數(shù)約在(1530)×10-5K-1之間,其制品尺寸隨溫度改變變化較大。幾種PE的熱性能見表1-2。表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔點(diǎn)熱降解溫度(氮?dú)?熱變形溫度(0.45MPa)脆化溫度線性膨脹系數(shù)(×10-5K-1)比熱容J·(kg·K)-1熱導(dǎo)率/ W·(m·K)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-7512513730
34、06080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.電性能PE分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團(tuán),因此具有優(yōu)異的電性能,幾種PE的電性能見表1-3。PE的體積電阻率較高,介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小,幾乎不受頻率的影響,因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小,小于0.01(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),電性能不受環(huán)境濕度的影響。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性,但由于耐熱性不夠高,作為絕緣材料使用,只能達(dá)到Y(jié)級(工作溫度90)。表1-3聚乙烯的電性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯體積電阻率/·cm介電常數(shù)/F·m-1(106Hz)
35、介電損耗因數(shù)(106Hz)介電強(qiáng)度/kV·mm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化學(xué)穩(wěn)定性PE是非極性結(jié)晶聚合物,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液,如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液(包括具有氧化性的高錳酸鉀溶液和重鉻酸鹽溶液等),即使在較高的濃度下對PE也無顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對聚乙烯有緩慢侵蝕作用。PE在室溫下不溶于任何溶劑,但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高,
36、PE結(jié)晶逐漸被破壞,大分子與溶劑的作用增強(qiáng),當(dāng)達(dá)到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等。如LDPE能溶于60的苯中,HDPE能溶于8090的苯中,超過100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫萘、十氫萘、石油醚、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化,具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低,力學(xué)性能和電性能下降,并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋,最終喪失使用性能。為了防止PE的氧化降解,便于貯存、加工和應(yīng)用,一般使用的PE原料在合成過程中已加入了穩(wěn)定劑,可滿足一般的加工和使用要求。如需進(jìn)一步提高耐老化性能,可在PE中添加抗
37、氧劑和光穩(wěn)定劑等。6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成,本身毒性極低,但為了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑,可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時總是選用無毒助劑,且用量極少,一般樹脂不會受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質(zhì)接觸容易引起溶脹,PE中有些低相對分子質(zhì)量組分可能會溶于其中,因此,長期使用PE容器盛裝食用油脂會產(chǎn)生一種蠟味,影響食用效果。1.1.2聚乙烯的分類聚乙烯的生產(chǎn)方法不同,其密度及熔體流動速率也不同。按密度大小主要分為低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(H
38、DPE)。其中線性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種,是工業(yè)上常用的聚乙烯,其他分類法有時把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。按相對分子質(zhì)量可分為低相對分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯。按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名稱: Low density polyethylene,簡稱LDPE低密度聚乙烯,又稱高壓聚乙烯。無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒,密度0.9100.925g/cm3,質(zhì)輕,柔性,具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70),但力學(xué)強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑
39、性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整,結(jié)晶度較低(55%65%),熔點(diǎn)105115。LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝,如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等,成型加工性好。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名稱:High Density Polyethylene,簡稱HDPE高密度聚乙烯,又稱低壓聚乙烯。無毒、無味、無臭,白色顆粒,分子為線型結(jié)構(gòu),很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學(xué)性能均優(yōu)于低密度聚乙烯,熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高,約125137,其脆化
40、溫度比低密度聚乙烯低,約-100-70,密度為0.9410.960g/cm3。常溫下不溶于一般溶劑,但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹,在70以上時稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小,具有良好的耐熱性和耐寒性,化學(xué)穩(wěn)定性好,還具有較高的剛性和韌性,介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法,生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶,繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。3.線性低密度聚乙烯英文名稱:Linear Low Density Polyethylen
41、e,簡稱LLDPE線形低密度聚乙烯被認(rèn)為是“第三代聚乙烯”的新品種,是乙烯與少量高級-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下,經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物,為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒,密度0.9180.935g/cm3。與LDPE相比,具有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點(diǎn),且軟化溫度和熔融溫度較高,還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能。并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。LLDPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈,LLDPE的 6570用于制作薄膜。
42、4.中密度聚乙烯英文名稱:Medium density polyethylene,簡稱MDPE中密度聚乙烯是在合成過程中用-烯烴共聚,控制密度而成。MDPE的密度為0.9260.953g/cm3,結(jié)晶度為7080,平均相對分子質(zhì)量為20萬,拉伸強(qiáng)度為824MPa,斷裂伸長率為5060,熔融溫度126135,熔體流動速率為0.135g10min,熱變形溫度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強(qiáng)度的長期保持性。MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法,生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相對分子質(zhì)量聚乙烯英文
43、名稱:ultra-high molecular weight polyethylene,簡稱UHMWPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨,是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對分子質(zhì)量達(dá)到300600萬,密度0.9360.964g/cm3,熱變形溫度(0.46MPa)85,熔點(diǎn)130136。UHMWPE因相對分子質(zhì)量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異性能,如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運(yùn)動器械等領(lǐng)域,其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛。另外,由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性,已作為心
44、臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學(xué)上使用,而且,超高相對分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異,在-40時仍具有較高的沖擊強(qiáng)度,甚至可在-269下使用。超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達(dá)的防護(hù)罩殼、頭盔等;體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pa·s,流動性極差,其熔體流動速率幾乎為零,所以很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。近年來,通過對普通加工設(shè)備的改造,已使超高相對分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來
45、迅速發(fā)展的一類新型高分子樹脂,其相對分子質(zhì)量分布窄,分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一,具有優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能,已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低,流動性能好,不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介紹在成型過程中應(yīng)注意的幾個問題。聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料,吸濕小,成型前不需充分干燥,熔體流動性極好,流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分。不宜用直接澆口,以防收縮不均,內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置,防止產(chǎn)生縮孔和變形。PE的熱容量較大,但成型加工溫度卻較低,成型加工溫
46、度的確定主要取決于相對分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180左右, HDPE在220左右,最高成型加工溫度一般不超過280。熔融狀態(tài)下,PE具有氧化傾向,因而,成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時間。PE的熔體粘度對剪切速率敏感,隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切速率超過臨界值后,易出現(xiàn)熔體破裂等流動缺陷。制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻,應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致,以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,降低制品的力學(xué)性能。收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.55.0),方向性明顯,易變形翹曲,冷卻速度宜慢,模具設(shè)冷料穴,并有冷卻系統(tǒng)。軟質(zhì)塑
47、件有較淺的側(cè)凹槽時,可強(qiáng)行脫模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯屬非極性聚合物,與無機(jī)物、極性高分子相容性弱,因此其功能性較差,采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、生物相容性等性質(zhì)。常用的改性方法包括物理改性和化學(xué)改性。1.物理改性物理改性是在PE基體中加入另一組分(無機(jī)組分、有機(jī)組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強(qiáng)改性、共混改性、填充改性。(1)增強(qiáng)改性 增強(qiáng)改性是指填充后對聚合物有增強(qiáng)效果的改性。加入的增強(qiáng)劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強(qiáng)改性也屬于增強(qiáng)改性的一種。自增強(qiáng)改性。所謂自增強(qiáng)就是使用特殊的加工成型方法,使得材料內(nèi)
48、部組織形成伸直鏈晶體,材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列,材料的宏觀強(qiáng)度得到大幅度提高,同時分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提高,從而使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高,由于所形成的增強(qiáng)相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同,因而不存在外增強(qiáng)材料中普遍存在的界面問題。如采用超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHMPE)纖維增強(qiáng)LDPE,在加熱加壓成型的條件下,可以形成良好的界面,最大限度發(fā)揮基體和纖維的強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)改性。纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。如采用經(jīng)KH-550偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復(fù)合制備的PELGF復(fù)合材料,當(dāng)LGF加入量為3O(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、長度約為35mm時,復(fù)
49、合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為52.5MPa和52kJm。晶須改性。晶須的加入能夠大幅度提高HDPE材料的力學(xué)性能,包括短期力學(xué)性能及耐長期蠕變性能。晶須對HDPE材料的增強(qiáng)作用主要?dú)w因于它們之間的良好界面粘接,同時剛性的晶須則能夠承擔(dān)較大的外界應(yīng)力使復(fù)合材料的模量得到提高。納米粒子增強(qiáng)改性。少量無機(jī)剛性粒子填充PE可同時起到增韌與增強(qiáng)的作用。如將表面處理過的納米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE,SiO2納米粒子均勻分散于基材中,與基材形成牢固的界面結(jié)合,當(dāng)填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2時,拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率分別提高了13.7MPa和174.9。(2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韌性、沖
50、擊強(qiáng)度、粘接性、高速加工性等各種缺陷,使其具有較好的綜合性能。共混改性主要是向PE基體中加入另一種聚合物,如塑料類、彈性體類等聚合物,以及不同種類的PE之間進(jìn)行共混。PE系列的共混改性。單一組分的PE往往很難滿足加工要求,而通過不同種類PE之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDPE與LLDPE共混,解決了LDPE因大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學(xué)性能急劇降低的問題;LLDPE與HDPE共混后可以提高產(chǎn)品的綜合性能。PE與彈性體的共混改性。彈性體具有低的表面張力、較強(qiáng)的極性、突出的增韌作用,因此與PE共混后,既能保持PE的原有性能,同時也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE。如L
51、DPE-聚烯烴彈性體(POE)共混物,當(dāng)POE的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3O時,共混體系的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值,為21.5 MPa。PE與塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韌性,但制品的強(qiáng)度和模量較低,與工程塑料等共混可提高復(fù)合體系的綜合力學(xué)性能。但PE和這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容劑以提高共混物的力學(xué)性能。(3)填充改性 填充改性是在PE基質(zhì)中加入無機(jī)填料或有機(jī)填料,一方面可以降低成本達(dá)到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如電性能、阻燃性能等,但同時對復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能帶來一定程度的影響。無論是無機(jī)填料還是有機(jī)填料,填料與PE基體的相容性和界面粘
52、接強(qiáng)度是PE填充改性必須面臨的問題,而PE是非極性化合物,與填料相容性差,因此,必須對填料進(jìn)行表面處理。填料的表面處理一般采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理,在填料表面包覆一層類似于表面活性劑的過渡層,起“分子橋”的作用,使填料與基體樹脂間形成一個良好的粘接界面。常用的填料表面處理技術(shù)有:表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、聚合填充技術(shù)和原位乳液聚合技術(shù)等。PE中填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石粉、碳酸鈣等一類填料,不僅可以改善PE的性能,同時也具有十分重要的健康環(huán)保意義。2.化學(xué)改性化學(xué)改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法。其原理是通過化學(xué)反應(yīng)在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團(tuán),由此提高材料的力學(xué)性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。(1)接枝改性 接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PE主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同時又增加了其新的功能。常用的接枝單體有丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、馬來酸鹽、烯基雙酚A
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