CFRP筋改進(jìn)型錨具試驗研究與錨固機(jī)理分析.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)良性能,若應(yīng)用于大跨空間結(jié)構(gòu)與纜索橋梁體系可以有效解決傳統(tǒng)鋼制預(yù)應(yīng)力筋腐蝕和承載效率過低的問題。由于CFRP材料橫向剪切強(qiáng)度很低,使用傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力筋、拉索錨具會導(dǎo)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(nèi)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(jìn)CFRP材料在土木工程結(jié)構(gòu)中的實際

2、應(yīng)用,本文依托國家自然科學(xué)基金資助項目(51078170),圍繞CFRP筋改進(jìn)型錨具進(jìn)行了一系列的數(shù)值模擬、試驗研究和基礎(chǔ)理論分析工作?，F(xiàn)將主要的研究內(nèi)容及分析結(jié)論摘錄如下:
　　 1、錨具數(shù)值模擬分析
　　 闡述了錨具粘結(jié)和夾持錨固基本機(jī)理,基于接觸分析和粘結(jié)滑移模擬理論,利用ANSYS有限元分析軟件,建立了改進(jìn)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(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力分布情況,并對比分析了最優(yōu)設(shè)計參數(shù),為錨

3、具結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供依據(jù)和指導(dǎo)。
　　 2、錨具試驗研究
　　 通過粘結(jié)錨固試驗與改進(jìn)型錨具試驗,分別測試了其錨固性能,并對比分析了實驗設(shè)計參數(shù)對錨固效果的影響。對于粘結(jié)錨固試驗,錨具發(fā)生粘結(jié)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(jié)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(jié)效果較好。
　　 在粘結(jié)錨固試驗基礎(chǔ)上,設(shè)計了改進(jìn)型錨具靜載試驗。結(jié)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(dá)到95.4%,滿足規(guī)范要求;徑向應(yīng)力的施加可有效增強(qiáng)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(yù)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(jié)長度等參數(shù)對錨固效果有影響,試驗結(jié)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(jié)長度500mm時,極限張拉荷載較大。
　　 參照鋼筋-混凝土結(jié)構(gòu)的回歸計算方法,基于試驗實測數(shù)據(jù),分別擬合建立了粘結(jié)強(qiáng)度計算