CFRP筋改進型錨具試驗研究與錨固機理分析.pdf

1、碳纖維增強復合材料(CFRP)具有輕質高強、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)良性能,若應用于大跨空間結構與纜索橋梁體系可以有效解決傳統(tǒng)鋼制預應力筋腐蝕和承載效率過低的問題。由于CFRP材料橫向剪切強度很低,使用傳統(tǒng)預應力筋、拉索錨具會導致CFRP筋的提前剪切失效,無法對其實現(xiàn)有效的錨固。
　　 目前,國內外對于CFRP筋錨固體系的試驗研究與理論分析成果還相對較少,為加深、完善CFRP筋錨固體系的研究成果,促進CFRP材料在土木工程結構中的實際

2、應用,本文依托國家自然科學基金資助項目(51078170),圍繞CFRP筋改進型錨具進行了一系列的數(shù)值模擬、試驗研究和基礎理論分析工作?，F(xiàn)將主要的研究內容及分析結論摘錄如下:
　　 1、錨具數(shù)值模擬分析
　　 闡述了錨具粘結和夾持錨固基本機理,基于接觸分析和粘結滑移模擬理論,利用ANSYS有限元分析軟件,建立了改進型錨具數(shù)值分析模型,通過對靜載張拉過程的模擬計算,得到了結構內部應力分布情況,并對比分析了最優(yōu)設計參數(shù),為錨

3、具結構的設計提供依據和指導。
　　 2、錨具試驗研究
　　 通過粘結錨固試驗與改進型錨具試驗,分別測試了其錨固性能,并對比分析了實驗設計參數(shù)對錨固效果的影響。對于粘結錨固試驗,錨具發(fā)生粘結滑移破壞,平均錨固效率系數(shù)為56.6%,錨固效率較低;隨粘結長度增大,錨具極限拉力值增大,但增幅較小。膠體厚度較小(2mm)時,粘結效果較好。
　　 在粘結錨固試驗基礎上,設計了改進型錨具靜載試驗。結果顯示,錨具發(fā)生筋材與膠體間

4、的滑移破壞,試件平均錨具效率系數(shù)達到95.4%,滿足規(guī)范要求;徑向應力的施加可有效增強錨固效果;夾片.金屬筒間錨固良好,無滑移,張拉前無需施加預緊;錨具滑移變形變化較為均勻連續(xù)。金屬筒壁厚、夾片夾持長度、粘結長度等參數(shù)對錨固效果有影響,試驗結果表明,試驗參數(shù)分別為金屬筒壁厚2mm、夾片加持長度65mm、粘結長度500mm時,極限張拉荷載較大。
　　 參照鋼筋-混凝土結構的回歸計算方法,基于試驗實測數(shù)據,分別擬合建立了粘結強度計算