CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

传统的夹片式锚具应用于CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer／Plastics）预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据VonMises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3。、夹片预紧力为100kN、铝片厚度为lmm、凹齿间距为12．85mm和凹齿深度为0．3mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185kN,相应的锚固效率系数为96．4％。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。     

CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

CFRP预应力束应用于工程结构中,其锚具的性能起着重要作用。论文介绍了CFRP预应力束夹片式锚具Φ8mm和Φ10mm两种规格的尺寸设计和受力特点,并对该锚具应用于国产和进口碳筋锚固的实际性能进行了试验研究。通过试验,分析了锚具长度、锥角差、铝片厚度等因素对锚具极限拉力的影响。试验结果表明,当锚具长度为95mm,夹片与锚环之间的锥角差为0.3°左右时,锚具锚固性能较好。此外,铝片的厚度应根据夹片内侧的形式和碳筋的直径确定,预紧力对碳筋的极限张拉强度没有影响,但会影响锚具体系各部分的滑移量。预紧力越大,各部分的滑移量越小。     

CFRP预应力筋夹片式锚具设计

锚具对CFRP预应力束性能的发挥起着重要作用,论文针对夹片式锚具的研发进行了阐述。从理论上进行了碳筋夹片式锚具体系受力分析,以及确定锚具的锥角a的取值范围及其与材料间摩擦系数的关系,并利用有限元软件ANSYS进行了锚具受力分析。论文讨论了锚环锥角、夹片与锚环之间的锥角差、锚具长度、铝套管厚度等因素对锚具性能的影响,通过数值分析确定上述参数的取值范围。根据对锚具简化受力体系和有限元分析的结论,设计了Ф8mm规格的CFRP预应力束锚具,并进行了试验。试验结果表明,该锚具具有较好的锚固性能,已经达到实用价值。     

预应力筋用夹片式锚具锚板强度试验问题的研究

为了更好地研究锚板强度试验检测装置,对加载装置控制系统、反力装置、挠度变形测量装置等几个方面进行改进、优化,通过反复试验分析和验证,研制了一种锚板强度试验检测装置测试系统。该检测装置测试系统更有利于实际工作中锚板强度试验的检测,且大大降低了企业仪器设备的采购成本,同时进一步提高了锚板强度试验稳定性,有效确保了检测结果的科学有效性。     

高强CFRP筋夹片式锚具的弹性有限元分析

基于有限元数值分析技术,以新型夹片式FRP(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)筋后张法锚具为研究对象,研究其在夹持高强CFRP筋时,CFRP筋和锚具系统在锚环和夹片间不同角度、不同锚具长度、套管和CFRP筋之间不同摩擦系数下的基本力学性能,从而为高强CFRP筋锚具系统的研究开发提供参考。     

预应力CFRP板夹片式锚具的研制与试验研究

预应力碳纤维板夹片式锚具用于加固混凝土结构,其利用摩阻锚固原理设计,主要由夹片和锚板组成,依靠锚板、夹片以及夹片之间的碳纤维板互相挤压形成一个整体结构;从理论上分析了夹片式锚具的工作原理及力学模型,以此设计锚具的关键尺寸.试验表明预应力碳纤维板夹片式锚具具有极高的锚固性能.     

新型CFRP筋夹片式锚具理论与试验研究

提出CFRP筋夹片式锚具新的计算理论,并以此理论为依据设计一种新型CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、四片式夹片、涂砂铝套管或涂砂铜套管组成。在理论推导过程中,将夹片式锚具各组件在长度方向上分成多个等份,对其中各组件任意等份建立力学计算模型,并考虑各夹片间的独立性;通过静载试验对夹片式锚具的锚固性能进行测试,并分析比较锚杯拉应力的理论计算与试验实测结果。结果表明,该CFRP筋夹片式锚具计算理论能计算锚具各点的应力及横向位移,并能预测锚具极限承载力;此夹片式锚具适用于锚固高强CFRP筋,它的平均锚固效率系数达到94.9%,且性能稳定;锚杯拉应力的理论计算与试验实测结果较吻合。     

预应力夹片式锚具锚固性能的探讨

结合具体锚具静载锚固性能试验的实例，讨论了锚具本身质量、钢绞线硬度与锚具硬度的关系及全面质量管理等因素与锚固性能的关系，从而提出具体建议。     

预应力碳纤维板夹片式锚具设计与试验研究

利用摩阻锚固原理,设计并研究了一种用于加固钢结构的预应力碳纤维板夹片式锚具。结合实际施工过程确定理论分析过程,进而拟定锚具的关键尺寸,提出设计过程中关键问题的解决方法。受力分析、有限元模拟及试验研究表明,该锚具设计理论合理、施工方便,其成果能为钢结构加固提供一种有效的方法。     

CFRP筋体外预应力梁抗弯试验研究

利用东南大学课题组自主研发的碳纤维夹片锚,以国产CFRP筋为体外预应力简支梁进行了抗弯试验,研究以获得CFRP筋预应力梁的抗弯特性,以期进一步将CFRP夹片锚推动到实际工程应用中去。     

CFRP筋复合式锚具锚固性能的试验研究

当复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋或拉索应用到斜拉桥的拉索体系时,黏结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。对此,根据普通拉索锚固体系的特点,并结合CFRP筋夹片式锚具和黏结式锚具的研究成果,提出了锚固CFRP筋的复合式锚具。复合式锚具由楔紧锚固端和黏结锚固端组成,其中楔紧锚固端包括锚杯、带有凹齿的夹片、铝套管以及塑料薄膜,黏结锚固端包括钢套筒和黏结介质活性粉末混凝土RPC(Reactive Power Concrete)。静载试验研究了锚杯长度、钢套筒长度、夹片预紧力、筋材预张拉力等试验参数对复合式锚具锚固性能的影响。试验结果表明,复合式锚具的试件极限荷载最大为208kN,相应的锚固效率系数为104%,大于95%,满足规范要求。复合式锚具两种锚固形式的锚固长度较合理组合为:对不预张拉锚具,锚杯长度40mm,黏结锚固长度100mm;对预张拉锚具,锚杯长度60mm,黏结锚固长度60mm。提出的复合式锚具极限荷载计算式具有较好的适用性。     

拉力型锚索各锚筋受力不均匀现象试验研究

采用同步张拉、单拉及整体张拉法,在3个场地的基坑工程进行了65组土层拉力型锚索试验,结果表明,锚索整拉时:(1)锚筋数量较少或黏结长度较短时,锚筋实际抗拉力或浆筋极限黏结力偏低是受力不均匀的重要原因;(2)锚索在正常使用及承载能力极限状态下,均普遍存在着受力严重不均匀现象,明显降低了锚筋极限承载能力。锚筋受力变异系数0.15,或相对极差30%且偏离度20%,可作为判断严重不均匀程度的定量指标;(3)锚筋刚度系数具有很大的随机性及不确定性,大体上随着筋体自由长度的减短或受力的增加而增加;(4)锚筋随着受力增加,受力不均匀程度普遍增加,但严重程度下降;(5)锚筋数量越多,受力越均匀;(6)锚筋极限抗拉力可取标准值的0.8倍;(7)预张拉及提高预紧力不能改善锚筋受力不均匀程度,同步张拉是最佳改善方法。     

预应力碳纤维布锚具试验研究

考虑了锚具可能受到波形、钢板刚度、预压力等因素的影响,设计了两种不同型号的锚具。通过试验,得到钢板的刚度对碳纤维应力的均匀性有重要影响;预压力对锚具的上钢板的变形有一定影响,从而影响到对碳纤维布夹持的均匀程度。     

预应力CFRP筋混凝土梁受剪性能试验研究

FRP筋是一种新型预应力筋材,具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点,但是其横向剪切强度相对较低,这会影响预应力FRP筋混凝土梁的受剪承载力。通过27根混凝土梁的受剪试验,研究了预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态,以及各种参数对其受剪承载力的影响,并与钢绞线预应力混凝土梁的受剪试验结果进行了比较。研究结果表明：预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态有两种：斜压破坏和剪压破坏;剪跨比和配箍率是影响预应力CFRP筋混凝土梁受剪承载力的主要因素;有粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受剪承载力比无粘结预应力CFRP筋混凝土梁要大15%左右;通过引入反映预应力筋种类和粘结条件的2个参数,提出了预应力FRP筋混凝土梁的简化受剪承载力计算式,计算结果与试验数据吻合较好。     

预应力CFRP筋混凝土T梁受力性能试验研究

本文对配置部分粘结和完全粘结预应力CFRP筋的部分预应力混凝土T梁进行了受力性能试验研究。根据试验结果对预应力CFRP筋混凝土T梁的受力过程、破坏模式、部分粘结筋应力增量以及裂缝分布等进行了较为详细的研究,对基于能量耗散的观点引入的延性指标进行了探讨,提出承载力计算公式,并对预应力CFRP筋混凝土梁的破坏模式、开裂弯矩、极限弯矩以及部分粘结筋的应力进行了预测。试验研究结果表明:部分粘结预应力CFRP筋混凝土梁与完全粘结预应力CFRP筋混凝土梁相比,前者具有更好的变形能力和延性性能而两者的极限承载能力相差较小;为避免CFRP配筋结构由于CFRP筋拉断而发生灾难性的破坏,CFRP配筋梁期望发生混凝土压碎破坏;采用本文方法计算得到预应力CFRP筋混凝土梁的破坏模式、开裂弯矩、极限弯矩以及CFRP筋的极限应力与试验结果吻合较好,计算结果具有较高的精度。     

体外CFRP筋预应力混凝土箱梁长期受力性能试验研究

碳纤维(CFRP)筋具有优异的物理力学性能,可用于替代传统的预应力钢筋。制作了体外配置碳纤维筋预应力混凝土箱梁模型,对持续均布荷载作用箱梁的截面应力重分布、长期挠曲变形及裂缝发展等规律进行了1001 d的试验观测。基于素混凝土柱体的实测徐变系数,运用双线性法和曲率法分别对试验箱梁的长期挠曲变形进行预测。试验结果表明:受压钢筋应变较初值增长225%～268%,受拉钢筋的应变较初值增长36.2～38.6%,混凝土表面压应变较初值增长164%～224%。按现行设计规范计算长期荷载作用特征裂缝宽度较实测值偏小11.8%～55.5%。跨中长期挠曲变形实测值为初始变形的2.32～2.42倍,较现行设计规范取值偏大18.5%。     

碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土梁的试验研究

首先简要介绍了3根足尺的钢筋混凝土梁火灾试验情况,火灾后用碳纤维布加固其中两根梁,然后对加固后的梁和1根未加固的对比梁进行单调加载的静载试验,观测比较梁发生破坏的全过程.通过对静载试验结果进行分析发现,碳纤维布加固能够明显提高火灾后钢筋混凝土梁的极限承载力和钢筋屈服后的刚度,能够较好约束梁裂缝的发展.因此,碳纤维布对于火灾损伤后的钢筋混凝土梁,是一种较为有效的加固方法.     

砂土中锚板拉拔模型试验及其抗拔力计算

锚板基础因其具有良好的抗拔特性而广泛应用于各类岩土工程问题中。在不同密实程度砂土中采用不同几何形状的锚板进行小比尺拉拔模型试验,分析锚板型式及尺寸对上拔承载特性的影响。试验结果表明,相同直径和埋深比的螺旋锚与平板锚上拔承载特性无明显差别;相同埋深比时,直径为50 mm的锚板上拔承载力系数略小于直径为20mm锚板的上拔承载力系数,而其上拔破坏位移比明显高于小直径锚板。进一步根据破坏位移比与埋深比关系曲线确定中密及密砂中浅、深破坏模式的临界埋深比,同时结合已有试验结果假设两种破坏模式的滑裂面,利用极限平衡分析推导并给出两种破坏模式下上拔承载力公式;通过与41个拉拔试验数据进行比较,验证了所提理论公式的适用性及准确性。     

Experimental and numerical investigation of the uplift capacity of plate anchors in geocell-reinforced sand

Plate anchors are frequently used to provide resistance against uplift forces. This paper describes the reinforcing effects of a geocell-reinforced soil layer on uplift behavior of anchor plates. The uplift tests were conducted in a test pit at near full-scale on anchor plates with widths between 150 and 300?mm with embedment depths of 1.5–3 times the anchor width for both unreinforced and geocell-reinforced backfill. A single geocell layer with pocket size 110?mm?×?110?mm and height 100?mm, fabricated from non-perforated and nonwoven geotextile, was used. The results show that the peak and residual uplift capacities of anchor models were highest when the geocell layer over the anchor was used, but with increasing anchor size and embedment depth, the benefit of the geocell reinforcement deceases. Peak loads between 130% and 155% of unreinforced conditions were observed when geocell reinforcement was present. Residual loading increased from 75% to 225% that of the unreinforced scenario. The reinforced anchor system could undergo larger upward displacements before peak loading occurred. These improvements may be attributed to the geocell reinforcement distributing stress to a wider area than the unreinforced case during uplift. The breakout factor increases with embedment depth and decreased with increasing anchor width for both unreinforced and reinforced conditions, the latter yielding larger breakout factors. Calibrated numerical modelling demonstrated favorable agreement with experimental observations, providing insight into detailed behavior of the system. For example, surface heave decreased by over 80% when geocell was present because of a much more efficient stress distribution imparted by the presence of the geocell layer.