复合材料建筑工程应用(下)

  三、ACCS系统的设计原理及制品的质量管理
  Maunsell公司在研制开发过程中,十分注意在复合材料设计、 制造及其工艺等各有关方面,进行定量化的工作。他们认为,复合材料从批量小、性能高、价格高的航天国防工业应用,转向批量大、性能高、价格低的建筑市场,必须在设计和制造等方面,都有所创新。该公司新的设计方法,是根据“有限状态设计原理”,假设在结构制品使用期间内,有一个永不可能达到的有限状态。这时结构件的性能将不再满足设计要求。这种预计的数值,可对某些不确定的因素,例如试验数据、负载、应力分析等的因素,通过计算机作出定量化的计算。
  四、ACCS系统严格的质量管理
  该公司生产的公路立交桥复合材料结构件,对所用原材料、工艺及其规格、特性等,都作了严格的规定,分别叙述如下:
  1、对于板材和异形材中纤维的布置,需考虑短期和长期的强度、刚度、耐久性和耐火性等性能指标,并使其制品能达到实用的要求。
  2、对于树脂、玻纤、添加剂、表面毡等原材料,都有严格的规范要求,例如对于树脂的物理性能贮存性能、包装和商标特征、质量控制、批量特征等。作为拉挤填充树脂,还需要关于粘度、挥发份、胶凝时间、比重等性能指标,以确保制品的性能。对于特种玻纤毡增强材料,要求区别所用玻纤的等级以及有关的英国标准;其他如颜料、紫外线吸收剂,以及填料、阻燃剂、低收缩添加剂等,都有相应的规范要求。对于表面毡,也已作出有关的规定,例如使用前,必须经过干燥处理。
  3、在制作产品以前,必须先确定选用的树脂和玻纤增强材料的类型。设计制造者先要取得其性能鉴定证明材料,并经过本公司的一系列性能检测,获得合乎要求的结果后,才能认定为采用的原材料种类。
  4、在制品制造过程前,必须制订出拉挤工艺详细的各项工艺操作规程。
  5、制品的物理性能要求,包括其外观、破坏性试验碎片、机械性能、制品尺寸误差、质量控制指标、批量抽样结果、验收检测等内容。对于每一批量的材料,一定需抽样,进行强度、刚度、玻纤含量及巴氏硬度等测试。在类型认定时,需进行常规CRAG试验,并根据其块板的破坏情况,确定出它的强度指标。
  五、ACCS系统的应用
  1989年该公司采用ACCS系统,设计建造了大的复合材料防护桥,在钢架表面用轻质结构板复盖,面积达1.6万平方米。这些护板间相互粘接, 不但具有良好的耐久性,便于进行维护工作,还能防止钢架的腐蚀。有关人士认为,ACCS系统之所以能广泛应用于各种结构件,是由于这种复合材料具有强度高、重量轻、耐久性好、热绝缘性好等优点。
  目前,由于该系统在特种设计技术以及自动化生产技术研究方面的不断进展,使该系统更拓宽了它的应用领域。例如ACCS公路桥的跨度,就已增长至100~350米。在平板建筑或由曲面板建筑方面,也被广泛认可。这些多孔结构件建成的中等高度的建筑物,还具有良好的抗震性能。并且由于它具有综合耐久性、耐火性和重量较轻,尤其适于海边建筑应用。
  此外,该系统还成功地设计制造了布朗里月台跨桥和两层办公用建筑等。