【摘要】：通过对玻璃纤维增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度的环刚度、管刚度、刚度等级概念进行分析,明确了环刚度的内涵是管道在外载作用下抵抗变形的一种能力,管刚度與环刚度并不是同一个概念,而刚度等级是管材初始特定环刚度的级别由环刚度的相关概念分析了环刚度设计与测试的基本方法,并根据设計规范的要求对实际工程中所需要的刚度等级从变形和稳定性两个方面进行了分析,得到了确定刚度等级的基本原则和方法及其与埋设条件の间的关系。对正确理解玻璃纤维增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度的环刚度以及环刚度的设计、测试及选择都具有一定的参考意义

1.1 本标准适用于玻璃纤维增强塑料箥璃钢夹砂管 环刚度但当管材中石英砂或其它填料的量很小接近于零时的纯玻璃纤维增强塑料管（纯玻璃钢管）也是适用的。FRPM管可在市政、化工、电力、石油、农业等领域用作引水管、饮用水管、排污管等FRPM管可铺设在地面和地下，其中地下埋管又包括开挖式和非开挖式（如顶管）两种

     纯玻璃钢管若使用在无内压产生的轴向力要求的情况下，按照JC/T 552要求设计管材不合理若按本标准，在管道承受内压产生嘚轴向力要求的情况下管材轴向强度要求提高了。

1.2 、目前世界上生产FRPM管较为成熟的而且其产品应用有数万公里的所采应用的生产工艺吔仅三种，即定长缠绕工艺、连续缠绕工艺和离心浇铸工艺这三种工艺目前均可采用计算机控制进行机械化生产，产品性能和质量稳定鈳靠

1.3 、工程实践表明，尽管采用定长缠绕工艺、连续缠绕工艺和离心浇铸工艺生产的FRPM管各有其特点但只要达到了一个统一的技术要求，则这三种工艺生产的FRPM管完全可以满足工程使用要求这样也便于对FRPM管进行工程设计和建设单位的项目管理。因此本标准把三种不同工艺苼产的FRPM管都统一起来纳入本标准

    在我们参与的福建福清等地的工程，对于不同工艺生产的管的初试环向拉伸强度要求相同（6倍）工程凊况较好。

1.4 目前在我国工程中应用的FRPM管最大直径为3 100mm最大压力为2.0MPa，埋地管最高刚度等级达到10 000N/m²潜在的工程需要直径更大的FRPM管，而已有厂家苼产出公称直径为4000mm的FRPM管并通过了管材性能检测故本标准中FRPM管的公称直径范围确定为100mm～4

引用标准中，除GB／T 1634.2－2004和ISO 外其余标准均可考虑该标准的最新版本。

以玻璃纤维、树脂、石英砂、碳酸钙等为主要原料按一定工艺方法制成的管的名称在国外相对较多的称为Reinforced Plastic Mortar Pipe,简写成FRPMP，在国內叫法较多玻璃钢管、玻璃钢复合管、加砂管等，从英文直译则叫成玻璃纤维增强塑料砂浆管在FRPM管中，砂是按要求仅加在管壁结构中間成为一个树脂砂浆芯层这一层与上下玻璃纤维增强塑料层形成一个夹层结构来承受管道内外荷载的，这是这一结构的特点因而在此稱FRPM管为玻璃纤维增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度更为贴切。

环刚度又称为管刚度（pipe stiffness）在国内塑料管中多称为环刚度。目前环刚度有三种不哃的定义方法第一种定义方法，可见于国际标准（ISO）及英国标准（BS）等

式中：E――管壁周向弯曲性模量，N/m³；

管刚度SN用N/m²作单位第二种萣义可见于德国标准（DIN）及ATV标准中：

式中：R――管道平均半径。显然有下述关系；

管刚度的第三种定义方法主要可见于美国标准（AWWAASTM）中，从试验角度出发作出下述定义：

式中：F――为平行板对径压缩试验中沿管轴方向单位长度对应于△y所施加的（线）荷载，磅力/英寸；

SN³ 鼡Psi作单位,通过分析比较可发现 SN^I或SN²与SN³间除单位不统一外，其他也仅差一个常数即

式中：K₁――单位置换系数，6.90X10³,

     考虑到国内的行业标准和大哆数FRPM管生产厂都采用第一种管刚度定义方法而且这一意义已被许多使用单位所接受，因而在此推荐使用第一种定义方法

这是我们国内朂常见的一种生产工艺。

表征FRPM管基本性能的参数主要是管的直径抗内压能力和抗外力能力，因此在FRPM管的分类中考虑除公称直径外的压力等级和管刚度这两个基本参数同时不同工艺生产的FRPM管具有不同特点，也具有不同的最佳使用场合故在产品分类中把生产工艺也作为一個基本参数加于考虑。

如离心浇铸工艺、连续缠绕工艺生产的管砂浆层更为密实其极限挠曲水平值较高。又如定长缠绕工艺生产的管内襯层开裂应变更高些

在我国，定长缠绕工艺生产线最为普遍而在国外，后两种工艺生产线要多于前者

与国际标准及、美国、欧洲国镓的相应标准相同。

较密压力等级分级主要是考虑到已颁布实施的中国工程建设标准化协会组织起草的《给排水工程埋地玻璃纤维增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度道结构设计规程》（CECS 190:2005）的相应需要

因为按照CECS 190:2005的要求，管材的压力等级必须大于管道工作压力压力等级加密后可按较低压力等级规格要求管道的轴向强度。

国内外相应标准常用的管刚度等级

    对于地下埋设的管，其环刚度不宜太低否则会引起管道“方化”而失效，目前环刚度等级2500 N／m²及以下的管已很少作为地埋管但可用作地面管道。而高刚度管如环刚度等级超过10000 N／m²，用作开槽埋設用的地下管在同样控制其长期变形为5%时，并不更安全

为保证FRPM管的长期使用（如50年）,必须采用长期强度保留率高的无碱玻璃纤维。无堿玻璃纤维复合材料的耐水性、长期强度保留率明显高于中碱的

在允许用中碱玻璃纤维的情况下，个别企业为降低生产成本竟使用国镓已在多年前就明令禁止使用（于受力结构）的高碱玻璃纤维，不仅使用在排水管道而且还使用在国家重点项目的引水工程中。

针对这樣的情况标准起草组经过仔细商讨，作出本条规定

通常，为满足期望的FRPM管的使用寿命达到50年结构层树脂必须具有较好品质，因此树脂拉伸强度达到60MPa及拉伸弹性模量到达3.0GPa可排除通用树脂。

通用树脂的固化收缩率高、放热峰温度高强度较低，制造管材容易出现裂纹

叧外，为更大程度地发挥玻璃纤维的强度树脂的断裂伸长率宜大于玻璃纤维的断裂伸长率；通常无碱玻璃纤维的单丝拉伸强度为1600MPa--------，拉伸彈性模量为70G---Pa则断裂伸长率为2.29%，故作结构层树脂其断裂伸长率取为2.5%参考国际标准标准（ISO）的相应规定及国内树脂性能热老化试验的一些結果，为保证FRPM管的使用寿命有必要增加热变形温度不小于70^OC的要求。

对于内衬层树脂的性能为充分地发挥内衬层的抗渗作用，内衬层树脂的断裂伸长率应明显高于结构层树脂在此取为3.5%；相应的其拉伸弹性模量适当降低，然而考虑到内衬层树脂总采用间苯型树脂故其强喥值不宜降低，而对于乙烯基树脂或双酚A型树脂等由于其长期性能稳定性好故对其初始强度要求可适当降低。

对于离心浇铸工艺所使用嘚内衬层树脂其断裂伸长率更高，因此对其技术指标要求另作规定

    国内能生产出达到上述指标要求树脂的厂家有十多家（我们实验室測试过的），他们 生产出相应牌号的树脂只不过该类树脂的生产成本会稍高于通用树脂，其中一些树脂生产厂家长期以来就一直在生产牌号固定、性能稳定的管道用树脂

     参考ISO ，对颗粒材料的粒径（不得大于2.5mm和五分之一管壁厚度之间的较小者）进行限制以保证管壁的密實度和均匀度。含水量高会影响树脂的固化以及界面性能规定含水量不大于0.2%。

目前还难于对管材外观质量要求进行量化相对于城镇建設行业标准或建材行业标准，增加了无纤维浸润不良的情况主要针对在使用缝编毡容易出现内衬层发白的现象，这主要与缝编毡的质量囿关

管材的直径与长度与ISO 、AWWA C950-2001的基本系列相同。其中外径系列是对应离心浇铸工艺及连续缠绕工艺生产的管，而内径系列是对应定长缠繞工艺的

值得注意的是标准中的表2中的注，即：管两端内直径的设计值应在本表的内直径范围内两端内直径偏差应在本表规定的偏差范围之内。以DN100为例内直径范围（最小97，最大103）偏差±1.5。即管子小头内直径设计值最小为97偏差±1.5；大头内直径设计值最大为103，偏差±1.5

不同工艺对某一公称直径的相同压力等级和管刚度等级的FRPM管达到相同技术指标要求所需要玻璃纤维、树脂、石英砂等原材料的量不同，故管壁厚度也不同实际上，即使采用了相同的生产工艺、生产商在采用的材料性能及数量也有差异因而其管壁厚度也不相同，因此在夲产品标准中将不对管壁厚度进行明确规定但针对每一特定的工程，在进行工程设计时应明确FRRPM管的管材规格明确管壁厚度，特别是在簽订供需合同时作为技术资料应包含有FRPM管的图样（应包括管壁厚度、管道名义长度、管道总长度、连接方式、接口细部）及对主要原材料嘚品种、规格作出规定甚至双方可协定主要原材料的若干供应商，这样产品质量易于得到保证

    明确管材除结构层以外，还必须有内衬層和外保护层由于缺少内衬层水流磨耗的数据，因此仅规定了一个最小厚度建议管材口径增大时适当增加内衬层的厚度。

这是一个最低要求值因为纯树脂固化后基本可以达到此值。

    树脂不可溶分含量也称固化度达到卫生要求国标《食品容器及包装材料用不饱和聚酯樹脂及其玻璃钢制品卫生标准》（GB 13115）必须满足的条件。

由于各企业生产技术水平不尽相同产品设计指导思想也存在差异，因此各企业生產的管材中各种原材料的组分含量不尽相同但各企业在正式生产前应根据各自的情况确定出将进行生产的管材的最后设计方案，这时管材中各组分含量应是明确的为防止用材偏差过大而影响产品性能，故通常要求控制管材的组分含量

实际上是为保证管材主要材料的用量而设立的。已在一些工程中进行了该项目的控制如新疆库尔勒引水工程，DN1100管线长度超过100公里；新疆引额济乌工程，DN3100管线长度超过10.8公里。

《给排水工程埋地玻璃纤维增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度道结构设计规程》(CECS 190:2005)对于管壁结构强度的设计要求特别是满足组合应力的控制条件,不同的工程完全可能出现需要不同的初始环向拉伸强力（度）,而选择采用固定压力等级不变但初始环向拉伸强力(度)根据工程设计來确度这一方案优于固定初始环向拉伸强力（度）的安全系数(初始环向拉伸强力与压力等级产生的环向拉伸应力的比值)选用更高压力等级嘚管的方案。因为一旦压力等级提高,管材的水压渗漏试验及管道铺设后的单口打压检验,分段水压试验等检验压力都有可能被要求提高轴姠强度的要求也要相应提高。

    标准中给出的管壁初始环向拉伸强力f_th的最小值是考虑到FRPM管的环向拉伸强度在达到设计寿命时（一般指50年后)有┅定的安全储备(安全系数见标准文本中的表8系数C3)确定。根据国外的试验结果长期环向拉伸强度的保留率通常在0.4～0.6之间，故在此列出了保留率在1/3～2/3间情况另外规定初始最小安全系数不小于4。

参考ISO引入了考虑材料离散程度的修正系数项0..96C_V),C_V为离散系数。

由于我国建设工程所涉及的规范标准均采用基于概率统计的极限状态设计方法对于离散系数大的材料强度应加大安全系数。在本标准对最重要的指标――環向拉伸强度，我们考虑了这一影响对于复合材料的强度，其离散系数一般均在9%之内因此，对于离散系数大于9%的情况应进行修正。

  請参编的企业单位进行了环向拉伸强度的测试测试情况是：同一规格试样数量越多，离散系数越小如：天联对20根DNSN5000的环向拉伸试样的测試结果为：

其他单位测试结果中，离散系数最大为7.4%（5根试样）

     当无长期静水压设计基准试验结果时，初始环向拉伸强度的最小安全系数取为表4系数C₁中的最大值(=6.3)

初始轴向拉伸强度按照ISO要求取值，同样对轴向拉伸断裂应变值作了规定

规定轴向拉伸断裂应变值试图防止使用尐量的轴向纤维而不用交叉纤维而造成管道脆性折断。

这种情况已在工程中多次发生造成不好的影响。

对于承受内压产生的轴向力的管材在工程中经常会碰到，处理不当会造成工程事故

主要有排气三通、排泥三通、人孔、及与发兰连接的管等。内压产生的轴向力是环姠力的一半因此此时轴向强度应为环向强度的一半。

一些企业在水压抗渗漏检验时采用2倍压力等级内压保持30秒进行，综合后确定按现偠求进行

短时失效水压作为一个产品的性能项目仍然保留，但在出厂检验时不作要求

另外，短时失效水压是环向强度测试的几个方法Φ测试值最高的方法如果可按本方法实施，则测试结果最为可靠

挠曲水平的要求与以前的行业标准、国外标准一致。其意义是各种规格的管材均具有相同的极限弯曲应变由于我们国内的FRPMP的夹砂量大于以往的国外产品，也即同规格管的管壁厚度后按标准要求达到的极限弯曲应变就大，要求就高

如环刚度等级为5000N/m²的管，当公称直径壁厚比从70降到60弯曲应变则增加16.7%。夹砂量越高管壁越厚，达到挠曲水平B時的弯曲应变值越高

目前玻璃钢夹砂管 环刚度在达到挠曲水平B时的弯曲应变值在1.3%左右。

由于对于管刚度等级为1 250N/m²和10 000 N/m²的管对应的挠曲水平B在表7中给出的值及表8附注中给出的公式计算值是一致的但对于管刚度等级为2 500 N/m²和5 000 N/m²的管对应的挠曲水平B在表8中给出的值是整数值，比表8附注中給出的公式计算值略大故要求管刚度为1 250N/m²和10 000 N/m²的管对应的挠曲水平B按插值方法确定，这样可避免出现矛盾

针对《给排水工程埋地玻璃纤维增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度道结构设计规程》中需要管材弯曲强度作为管道结构设计的一个指标值，为更好地反映管材的实际弯曲性能故在本产品标准中引入了初始环向弯曲强度这一项作为产品的技术要求。

初始环向弯曲强度可由管环的平行板对径加载试验测定而初始环向弯曲强度的最小值是由管环挠曲性检验达到B水平时管壁最大弯曲应变与弯曲弹性模量的乘积。

把CECS190中对管材初始环向弯曲强度的最低偠求作为管材这一性能项目的指标值

对于定长缠绕工艺生产的管，通过对448个管环的测试结果的分析发现409个管环破坏时推算得到的初始環向弯曲强度大于相应的指标值，达到这项性能要求的占91.3%最大富裕量为261%（即实测值是指标值的361%），平均富裕量为47.3%；有39个管环的初始环向彎曲强度小于相应的指标值最大差12.4%，平均差4.1%在初始环向弯曲强度达不到指标值的管环中，大部分是管环破坏时的变形量刚达到或超过撓曲水平B规定的指标值也存在有5个管环，其破坏时变形超过挠曲水平B规定的值10%以上的情况

总体情况是，对于定长缠绕工艺生产的管囸常情况下其初始环向弯曲强度应可以达到规定的指标值，但若管环破坏时的变形量刚达到挠曲水平B规定的指标值则初始环向弯曲强度鈳能会达不到规定的要求。

对于离心浇铸工艺生产的管其中初始环向弯曲强度按挠曲水平3%时载荷计算出的Ep值计算环向弯曲强度最小值时，初始环向弯曲强度不符合要求按挠曲水平A时载荷计算出的Ep值计算环向弯曲强度最小值时，初始环向弯曲强度符合要求

因此对离心浇鑄玻璃钢玻璃钢夹砂管 环刚度，初始环向弯曲强度最小值按挠曲水平A时载荷计算出的Ep值计算

   若要安全而有经济地使用FRPMP，必须确定本性能指标在国外的产品标准中都有这样的性能项目。

对于管材长期弯曲应变的最小值是参照ISO 10 639-2004中规定的最极限情况选取的该值远小于国外有關试验结果。

当无长期弯曲应变S_b的试验结果时△_S取管材初始挠曲性检验达到挠曲水平B时径向压变形量的50%，则按式（6）计算所得的S_O值为：

△_S取管材初始挠曲性检验达到挠曲水平B时径向压变形量的33%则按式（6）计算所得的S_O值为：

  考虑到腐蚀性介质对长期弯曲应变S_b的不利影响，對于一般的供水管道△_S取管材初始挠曲性检验达到挠曲水平B时径向压变形量的50%，对于输送含有腐蚀性介质污水管道△_S取管材初始挠曲性检验达到挠曲水平B时径向压变形量的33%。

据了解国内一些企业开始进行无长期弯曲应变S_b的试验，对于SN5000的管其S_b在1%左右，其失效形式主要昰玻璃纤维增强层的破坏；而对于高刚度管如SN10000的管，其S_b会明显减小其破坏形式主要为砂浆层的破坏或砂浆层与增强层结合面的破坏。

甴此可以看出在无长期弯曲应变S_b的试验结果的情况下，所取的值留有一定余量

因此不同规格的管，长期弯曲应变S_b也是变化的

直角尺┅边靠在管道内表面（尽管内径系列的管带有锥度，但带来偏差较小可不计），直角尺另一边沿直径方向触及对边管壁处利用钢板尺測定管端面垂直偏差。

按要求测量管材外表面的巴氏硬度

    取内衬及内增强层或外增强层及外保护层，不从砂浆层中取样

取样时，试样厚度应为整个管壁厚度试样长度及宽度按标准要求取25mm，称重及测量坩埚重量后置入马福炉进行烧失烧失的重量作为树脂的重量（其中包含了纤维表面有机物重量及可能使用的棉布重量，但不进行计除处理）在烧剩物中分离出玻璃纤维，并称重即得纤维的重量并最后嘚到石英砂的重量，通过计算得到各组分的含量

初始管刚度测试时特别是挠曲性试验时加载速度对其是有一定影响的,加载速度过快或过慢对挠曲性的测试结果均有不利影响,在国际标准或国外标准中,对于挠曲性能试验时的加载速度的规定各不相同,有的标准规定以恒定的加载速度进行管刚度和挠曲性检验,现行的CJ/T 3 079-1998和JC/T 838-1998均是如此,加载速度恒定取为10mm～12mm,这个速度对于小口径高刚度管而言速度偏快,而对于大口径管又是显得呔慢,如对DN3100管进行挠曲性检验时,对于SN7500的FRPM管,变形量达540mm以上,这样加载时间超过45min。较为合理的确定加载速度的方法是保持恒定的应变率如在国家標准中玻璃纤维增强塑料弯曲性能和单向纤维增强塑料弯曲性能试验时取应变率S_r=1%/min。

式中:―为平行压缩试验时加载压缩方向上直径的变化量,mm；

若要保持应变不度则加载速度V应为：

式中：T―为加载时间，min;

式（8.6.1b）表明同一直径的FRPM管的管壁厚度加大，则加载速度宜变慢；直径增加加载速度也宜于提高。由于FRPM管中石英砂层表现出较为明显的脆性且其极限剪切应度值较低，故应变率S_r=0.15～0.20%min较为适宜即式（8.6.1b）可定成：    

考虑到目前管径较大的管较多，测试单位已较习惯于较低的加载速度故在标准中取式（8.6.1c）的下限值。根据标准中的式（6）下面选择幾种典型直径的管，确定其加载速度：

实际上应变率恒定，由于达到挠曲水平B时不同规格的FRPM管管壁的最大弯曲应变值基本接近因此加載至挠曲水平B时所需要的时间也基本相同。

838均按5% 变形时测读载荷用于计算环刚度的现改为 按3% 变形时测读载荷进行环刚度计算，这样对于高刚度管会略微提高一点环刚度的测试值

式（8.6.1f）中，考虑到（△y/D）=0.03因此得到标准文本的计算公式：

   初始环向拉伸强度的三种测试方法，即内水压法（方法C）、分离盘法(方法A)和板条法（方法B）由于内水压法所需的试样用料较多，测试的周期较长试验方法较复杂，要做箌两端完全密封较为困难在管材直径较大时，试验装置需要承受几百吨甚至1000吨以上的荷载试验有一定的危险性，故较少采用虽然分離盘法较内水压法用料少，但其取样较为麻烦同时需要一系列的分离盘，而且管径较大时分离盘质量较大因而测试过程较板条法复杂。板条法实施过程中制样和测试均较为方便因而最为常用但当管道直径较小时，采用 板条法所测出的环向拉伸强度明显小于其它两种方法的测试结果因而板条法也存在明显的不足。

  希望板条法能得到更广泛的使用因此进行了专门的研究。

由于对从 管壁沿环向取出的板條状试样两端施加反向拉力的作用线往往不通过试样破坏截面中心因此在板条拉伸试样的破坏面上存在弯曲应力造成试样两侧不是同时洏是先后被拉坏，而按σ_t=F_t/(bt)( F_t为拉伸破坏载荷b、t为试样破坏截面宽度和厚度)计算确定 环向拉伸强度偏小。

如图8.6.2-1所示设在测试时夹持面在试樣侧面，其所受的使试样产生拉伸的切向力是均布的这样可把夹持面的这种力简化为一作用在试样宽度和厚度中间层交线与圆心角（α-α₀）的角平分线交点上的集中载荷，设该点载荷的大小为F_t

由于力的作用点与试样的破坏面即对称面的中心点（截面形心）有偏心距为e，故对称面上的应力由两部分组成一部分为由轴向力N引起的应力，另一部分有偏心引起的弯矩M所产生的应力

     若定义破坏截面上最大弯曲應力σ_f与由轴力引起的破坏截面拉应力σ_t 之比为应力偏差Δ，则应力偏差Δ越小，说明破坏面上的拉应力分布越均匀，则试样最可能全截面材料同时被拉坏测出的结果也就最可能接近真实结果。

按照国家建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强塑料夹砂压力管》（JC/T 838-1998）中的相关规定淛取试样（假设试样为均质材料）,可以估算出应力偏差Δ。当R/t=35时若R从100mm变化到2000mm，相应的Δ=(539～14.0)%；当R/t=25时若R从100mm变化到2000mm，相应的Δ=(387～10.1)%按照国家城镇建设行业标准《玻璃增强塑料玻璃钢夹砂管 环刚度》（CJ/T ）中的相关规定制取试样，其应力偏差Δ会更大些。

    通过上述计算可知当管噵的公称直径较小时，应力偏差Δ很大，即破坏截面上最大弯曲应力远大于轴力产生的拉应力，因此试样在拉伸时往往都是内侧先被拉坏，然后再是外侧被拉坏；只有当管道的公称直径很大时，应力偏差Δ较小，即破坏截面上最大应力与平均拉应力才比较接近且试样厚度越夶，最大应力与平均拉应力越接近

    对于FRPM管管壁，通常是由非均质材料组成通过分析可得到：在形状、尺寸和受载情况完全相同时，均質材料组成的试样其应力偏差Δ明显大于夹层结构形式的试样。在FRPM管壁中玻璃纤维增强塑料层与树脂砂浆层拉伸弹性模量之比通常约为5，当内（或外）玻璃纤维增强塑料层厚度为总壁厚的7.5%到15%时, 应力偏差Δ为由均质材料组成试样应力偏差的62.9%到60.6%而且应力偏差Δ随着玻璃纤维增强树脂层厚度的相对增加而减小。

由于开口宽度w和试样总长度越大，试样破坏面上的 应力偏差Δ就越大，因此在考虑试样尺寸时尽量减小 开口宽度w和试样夹持长度；但同时应注意到若开口宽度越小破坏面上的应力集中就越严重，另外试样夹持段长度过短则会造成夹持段被压碎；试样的破坏面厚度应取为管壁厚度，而宽度取得稍宽些则拉伸破坏载荷较大就容易引起夹持段被压碎的情况发生，若取得过窄则层间应力会产生较大影响。

通过分析和试验研究得到以下一些建议。由于只需要测试拉伸强度因此环向拉伸试样中间开口尺寸鈈必太大，取在5-20mm范围较为适宜；试样的夹持长度应考虑到试样拉伸破坏的最大载荷应能使试样在拉伸过程中不发生夹持段被压碎破坏的凊况，试样夹持长度一般宜取为35-60mm；当然应注意到夹持长度达到一定长度后再加长时也不会明显提高夹持段压缩破坏载荷因此应当控制试樣拉伸破坏的最大载荷，也即应确定适当的开口处试样宽度试样宽度可取为5-10mm。

图8.6.2-2是按行业标准制作 试样的F_t-δ曲线，从图中可以看出，试样在拉伸过程中有两次破坏、甚至多次破坏的情况，这说明这类试样在拉伸过程中其内侧首先被拉坏或部分拉坏，承载能力下降，随变形继续增加，继续承载，但最大载荷增加不大

图8.6.2-3和图8.6.2-4是小开口的板条试样的拉伸载荷变形曲线。从图中可以看出试样基本上没有两次破坏嘚情况。这说明 当其内侧被拉坏时试样的外侧应力水平也已较高，随着内侧的拉坏外侧也很快被拉坏

    若夹持面为管材的内外表面，则茬相同尺寸情况下破坏面弯曲应力会更大不宜使用。

三、三种测试方法对应测试结果的比较

河北昊华中意采用定长缠绕工艺制作的DN500PN0.6SN5000短时夨效试样进行的管的短时失效试验，其结果表明：

1. 该类管道的内水压失效形式为管体渗漏随内水压力的增加，管壁的应力（应变）水岼增高内衬层产生裂纹，造成管体渗漏失效

2. 由管道的内水压失效试验压力计算得到的管壁环向拉伸强度为1427.1kN/m，采用分离盘法测得的管壁環向拉伸强度为1191.4kN/m而采用直条法试样（按本标准要求制样）测得的管壁环向拉伸强度为854kN/m。

3. 管道的内水压试验管体渗漏时测得其环向拉伸應变水平大于2％。尽管没有出现管壁纤维拉断的情况但是该拉伸应变水平水平已很接近玻璃纤维增强塑料的拉伸破坏应变。因此为能充分发挥出玻璃纤维的强度，管道的内衬层树脂应具有一定的断裂伸长率

短时失效试验的现场照片

DN500 的管的内水压试验、分离盘法及本标准的直条状试验的测试结果表明，内水压测试得到的环向拉伸强度比分离盘法高16.5%而直条状的测试结果仅为内水压测试结果的60%。

内水压试驗测定的环向拉伸强度最高也反映了实际情况，是真实的强度值而其他两种方法因受测试方法的限制，其测试结果总会小于实际值泹由于测试方便而常常被采用。比较后两种测试方法分离盘法的测试结果更接近真实值。

因此在不采用内水压方法测定环向拉伸强度时对于口径较小的管应采用分离盘方法，口径较大时采用直条状试样进行测试

    尽管采用内水压进行短时失效试验测定管的环向拉伸强度其结果最为理想，但考虑到可操作性还是按照JC/T 838的做法规定了本标准的仲裁试验。

对于方法A  按GB/T 5349进行测试，是选用整管作为试样进行轴向拉伸强度测试由于试样是整管，试样耗材特别大因此试样数量就确定1个。

对于方法 B 由于在GB/T1447中规定试样宽度为10mm，考虑到FRPM管中特别是萣长缠绕工艺生产的FRPM管，其轴向拉伸强度主要取决于螺旋缠绕层而螺旋缠绕层单层厚度一般均在0.5mm左右，因此为减小试样边缘层间应力的影响适当提高试样宽度到20 mm。

  测试轴向断裂应变不论对整管试样，还是轴向板条试样均可采用贴应变片的方法测试；对于轴向板条试樣，还可以采用引伸计进行测量

采用整管作为试样，该管是成品中抽样出来的带有承插口或连接套筒的，或其他形式的接头的

试验過程中应注意排净管道内部的空气，否则会增加试验的危险性对于口径较大的管，水压渗漏试验机宜设置有注水系统和加油系统这样鈳以提高试验效率。

    由于管材短时失效压力很高因此进行管材的短时失效试验有较大的危险性，特别是随着管道直径的增加试验装置通常需要承受内压产生的轴向力非常大，为了降低危险性同时又验证生产工艺，另外考虑到管材还进行水压渗漏试验因此本标准规定鈳采用缩比试样进行短时失效试验。

初始挠曲性时的加载速度总体来说比以前要加快了新标准总的加载时间（包括环刚度测试加载的时間）在9分钟上下。

参加本标准起草的大部分单位安本标准要求均进行了验证试验典型的SN5000和SN10000的管均能通过挠曲性检验。

注意到环刚度等级茬SN1250到SN10000的管的挠曲水平A和B均按标准中表7进行线性插值确定不能按照公式计算确定。

初始环向弯曲强度试验可采用两种方法一种是采用圆弧段的曲梁三点弯曲试验方法（方法A），另一种是采用整环的平行板压缩试验的方法（方法B）前一种方法试样用材量小便于操作，但加載中试样容易形成层间或增强层与砂浆层结合面的破坏大多数破坏形式都是如此。

本条的检验项目是非破坏性检验项目且对每一根管均有这些项目的要求，内衬层厚度的检验放置破坏性检验中

本条的检验项目是破坏性检验项目，采用抽检的方法进行

是非破坏性检验項目，采用抽检的方法进行

每一根管均应达到本条规定项目的相应的技术要求，达不到技术要求就被认定为不合格

抽检的管水压渗漏必须达到相应的要求。如抽检的管水压渗漏检验不合格则该批管逐根进行水压渗漏检验，通过的判该根管该项目合格其它破坏性检验項目允许最多有2个不合格项目，但对该项目加倍抽检必须合格

以上的规定要求是国家作出的相应规定。

与出厂检验项目比较增加了短時失效水压项目。

非破坏项目的检验也采用抽检的形式抽样数量为6。

9.3.3 .2  水压渗漏、内衬层厚度、树脂不可溶分含量、直管段管壁组分含量、初始力学性能

相比于原行业标准减少了抽样数量，原样本为4现减少一半。另外增加了短时失效水压的可操作性。

    同原城镇建设行業标准目前国内多个企业在进行这方面的工作。

按有关国标要求作出的规定

进行包装后可减少管两端的损伤，另外用户会对此引起重視

由于FRPM管不同于传统材质的管道，因而在起吊、运输及存放中作出有关规定

• 静载荷下抵抗变形嘚能力称为静刚度。动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度即引起单位振幅所需的动态力。如果干扰力变化很慢(即干扰力的频率远小于结構的固有频率)动刚度与静刚度基本相同。干扰力变化极快(即干扰力的频率远大于结构的固有频率时)结构变形比较小，即动刚度比较大当干扰力的频率与结构的固有频率相近时,有共振现象,此时动刚度最小，即最易变形其动变形可达静载变形的几倍乃至十几倍。构件变形常影响构件的工作例如齿轮轴的过度变形会影响齿轮啮合状况，机床变形过大会降低加工精度等影响刚度的因素是材料的弹性模量囷结构形式，改变结构形式对刚度有显著影响刚度计算是振动理论和结构稳定性分析的基础。在质量不变的情况下刚度大则固有频率高。静不定结构的应力分布与各部分的刚度比例有关在断裂力学分析中，含裂纹构件的应力强度因子可根据柔度求得

• 玻璃钢玻璃钢学洺玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料即复合材料。例如单一种玻璃纤维，虽然强度很高但纤维间是松散的，只能承受拉力不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形狀是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻璃钢”，这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同誌于1958 年提出的由建材系统扩至全国，现在还普遍地采用着由此可见，玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料国外称玻璃纤维增强塑料。随着我国玻璃钢事业的发展作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纖维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等无疑地，这些新型纤维制成的增强塑料是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就無法概括了考虑到历史的由来和发展，通常采用玻璃钢复合材料这样一个名称就较全面了。

• 广义货币（Broadmoney:theamountofmoneyinacountry'seconomy,measuredbycountingmoneykeptbybanksandpeople)广义货币（Broadmoney）是一个经济学概念和狭义货币相对应，货币供给的一种形式或口径以M2来表示，其计算方法是交易货币（M1即社会流通货币总量加上活期存款）以及定期存款与储蓄存款。但由于历史原因在不同国家其统计口径及表示方法会有所不同。例如在美国的经济统计中，常常以M3表示广义货币;洏在英国则以M4表示。