预应力CFRP筋夹片-套筒型锚具的试验研究

以减少夹片与FRP筋之间接触应力峰值为基本思路,提出了一种预应力CFRP筋夹片-套筒型锚具,并对此类锚具系统的静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能进行了试验.结果表明,锚具各部分能协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均大于等于0.95,疲劳及周期荷载性能优良,能有效地锚固试验中所用的CFRP筋.     

CFRP筋夹片-黏结型锚具的研制

提出了一种预应力碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)筋夹片-黏结型锚具系统,通过静载锚固性能试验,研究了不同几何参数对其锚固性能的影响.试验结果表明,通过试验改进后的夹片-黏结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋.     

新型CFRP筋锚具优化设计及疲劳性能试验

开发通用型CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、夹片及涂石英砂铝套管组成.在理论计算的基础上,对该锚具开展能够锚固包括光圆在内的各种表面形式CFRP筋的优化设计,对疲劳性能进行试验研究.结果表明,不管是光圆的还是压纹的CFRP筋,对应的锚固体系经200万次应力幅为极限拉应力7%的循环荷载作用后,均未出现明显受损的迹象,抗疲劳潜能较大.在疲劳试验过程中,CFRP筋-锚具及锚具组件间相对位移的绝大部分是由循环荷载作用前的最大拉力产生的,组件间的相对位移对锚固体系应用于实际工程时结构受力几乎不产生影响.     

活性粉末混凝土(RPC)对碳纤维(CFRP)筋锚固性能的试验研究

近年来,CFRP筋在桥梁及结构工程中的应用及研究日趋广泛,但CFRP筋的锚固问题成为最大困难.本文从解决这一实际问题入手,提出了以活性粉末混凝土(RPC)作为新型粘结介质的粘结式锚具.通过静载试验详细研究了以RPC作为粘结介质的粘结式锚具在不同CFRP筋表面形状、锚固长度、根数、套筒内壁倾角等参数下的锚固性能.证明了在目前可供选择的粘结介质中,RPC以其优异的性能,为CFRP筋提供了可靠的锚固方法.     

CFRP筋夹片式锚具参数非线性有限元分析

为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)筋夹片式锚具的设计参数对锚具锚固效果的影响,采用非线性有限元分析方法,对CFRP筋夹片式锚具建立三维有限元模型,讨论了内锚环锥角、内锚环与夹片间的锥角差、夹片预紧力和锚具长度等锚具设计参数对锚具锚固性能的影响,并确定了上述参数的最佳取值范围;依据有限元模型预测的锚具最佳参数制作锚具,进行相同荷载下的锚具静载试验,试验结果表明该锚具具有良好的锚固性能.采用的有限元方法,可供各类新型CFRP筋锚具设计及参数优化提供参考.     

CFPR筋锚具锚固性能试验与失效分析

预应力碳纤维增强塑料(CFRP)筋夹片式锚具的研究引起我国土木工程界的广泛关注.为研制适合CFRP筋的锚固装置,根据CFRP筋的特性,研制了60,90 mm及2×60 mm串联式单根直径7 mm CFRP筋夹片式锚具,并对其进行锚固性能的张拉试验.通过锚具锚固性能试验,分析了锚固失效的原因.研究表明,CFPR筋的性能和品种、锚具长度、缓和介质及预紧力的大小是影响夹片式CFRP筋锚具锚固性能的主要因素.     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土粱的抗弯试验。结果表明：研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载。     

单根碳纤维（CFRP）预应力筋粘结式锚具的试验研究

本文介绍了用环氧铁砂和普通混凝土作粘结介质的粘结式锚具对碳纤维(CFRP)筋的锚固性能．通过大量试验，研究了粘结式锚具锚固CFRP筋的性能，并分析了粘结式锚具的粘结机理，为CFRP筋在结构工程中的推广应用奠定了基础．     

建筑用碳纤维筋预应力锚具的研究

目前建筑用碳纤维筋预应力锚具主要有机械夹持锚具和粘结型锚具两大类,但各有优缺点.在实际工程应用较多的机械夹持锚具有着容易安装,现场使用方便等特点,但这种锚具由于夹片的夹持力过大,造成碳纤维筋本身的局部破坏及纤维筋剪切失效.本文研究主要通过对机械夹持锚具结构的改进,提出一种新型锚具的设计,实现减小锚固部分碳纤维筋的应力集中和安装锚具时因位置偏差带来的附加剪切力,从而减轻碳纤维筋的局部破坏及纤维筋剪切失效.     

FRP筋混凝土界面粘结疲劳性能及损伤机理研究进展

国内外学者针对 ＦＲＰ筋混凝土界面静力粘结性能研究主要是基于拉拔试件和梁式试件为主的试验研究,试验参数涉及 ＦＲＰ筋的种类、表面形式、直径、锚固长度以及粘结介质的种类和强度等,在试验的基础上建立了相应的粘结滑移本构模型和临界锚固长度计算式。对 ＦＲＰ筋混凝土梁的疲劳性能研究主要集中在梁疲劳后整体的强度和刚度的变化,而针对 ＦＲＰ筋混凝土界面的局部疲劳粘结性能研究较少,且主要基于等幅疲劳荷载试验,研究成果中也未见疲劳试验参数对粘结本构关系和临界锚固长度的影响。国内学者在疲劳线性损伤累积理论的基础上对 ＦＲＰ筋混凝土结构界面在等幅疲劳荷载、多级等幅疲劳荷载以及随机疲劳荷载等作用下疲劳损伤的剩余强度模型和剩余刚度模型进行了实践和推广应用。ＦＲＰ筋混凝土界面静力粘结性能研究成果为 ＦＲＰ筋混凝土结构在土木工程中的进一步应用提供了参考,并为后续的疲劳粘结性能研究打下了坚实的基础。但是 ＦＲＰ筋混凝土界面的随机疲劳粘结性能及寿命预测值得进一步探索。     

疲劳加载后预应力混凝土梁受力性能试验研究

通过对2根经250万次疲劳加载而未破坏的预应力混凝土梁进行静载受弯试验,研究疲劳加载对其剩余静载承载力、钢筋应力、刚度及裂缝等影响.试验结果表明,前期的疲劳加载对试验梁受力性能影响较小,各试验梁均发生正截面受弯破坏,破坏时有明显的延性破坏特征,并且其承载力与现行规范计算值相比有一定的安全储备.为评估既有预应力混凝土桥梁的受力性能及寿命提供一定的参考.     

夹片式碳纤维板锚具的有限元分析及设计

利用摩阻锚固原理设计出一种用于加固混凝土结构的预应力碳纤维板夹片式锚具,该锚具由夹片和锚板组成,工作时锚板、夹片以及碳纤维板互相挤压成整体。基于ANSYS有限元分析软件分析夹片式锚具的工作原理及力学模型设计锚具的关键尺寸：长100mm、锚板锥角2．0°、预紧力100kN,此时能较好满足张拉碳纤维板时的受力要求。通过两组碳纤维板锚具组装件进行静载拉力试验,结果表明该铺具具有较好的锚固夹持件能。     

Synergistic effect of a new wedge-bond-type anchor for CFRP tendons

In order to improve the anchoring force of anchors for carbon fiber reinforced polymer(CFRP) tendons further, a new wedge-bond-type anchor for CFRP tendons was developed. The increment in anchoring force induced by the clamping segment of anchor was studied. Taking the deformation of all parts in clamping segment in the transverse direction into consideration, the calculation formula for the increment of anchoring force was proposed based on the linear elastic hypotheses. The proposed model is verified by experiments and conclusions are drawn that the anchoring force is influenced mainly by the inclination angle of clamping pieces, the length of clamping part and the thickness of bonding medium. Especially, the thickness of bonding medium should be lowered in design to improve the synergistic effect of anchors.     

预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能试验

为研究钢-混凝土组合梁经预应力碳纤维板加固后的受弯性能,设计4根预应力碳纤维板加固试件和1根不加固的对比试件. 5根试件均为工字形钢-混凝土组合简支梁,采用四点弯曲静力加载.锚固装置为自主研发的装配式预应力碳纤维板锚固系统,碳纤维板与钢梁之间的锚固主要依靠端部锚具,并辅之以专用环氧胶的黏结作用.试验中考虑碳纤维板的加固量和预应力水平两种因素对加固效果的影响.结果表明:加载全过程截面应变基本符合平截面假定;增大碳纤维板的加固量能提高钢-混凝土组合梁的抗弯极限承载力;增大碳纤维板的预应力有助于提高钢-混凝土组合梁的屈服承载力,对结构抗弯刚度贡献有限;破坏阶段碳纤维板有断裂和剥离两种形式,其强度利用率可达到80%以上.所采用的锚固系统锚固力大、可靠度高,工程实用价值大;预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合梁,能有效提高结构的抗弯承载力,是一种补强效果很好的主动加固技术.     

高温后钢骨再生混凝土柱的加固疲劳行为

针对大量建筑物在火灾中损坏急需修复,对高温（500º）后钢骨再生混凝土柱进行了纤维复合材料（CFRP）加固前后的静力轴压试验和加固后的疲劳实验,通过对破坏模式、承载力、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线进行分析,结果表明：CFRP能有效提高高温后钢骨再生混凝土柱抗压强度,刚度和延性,承载力提高幅度最高可达141%;当再生混凝土取代率为50%时,CFRP加固短柱取得最大承载力;加固试件破坏形式为CFRP拉断、内部混凝土压碎以及钢骨上部屈曲,未加固试件的破坏形式为钢骨上部屈曲,外部混凝土剥落;加固后的钢骨再生混凝土柱305RF能够在上限为50%承载力的荷载下经过200W次疲劳试验,200W次后试件最大竖向位移接近相同试件静力破坏时对应位移。     

不同保护措施下CFRP加固混凝土梁耐火性能试验

由于碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)在火灾中易燃烧,未采取防火保护措施的CFRP加固混凝土构件的耐火性能不能满足防火规范要求.为深入研究CFRP加固钢筋混凝土梁在不同防火保护措施下的耐火性能,在本课题组以往研究基础上,设计了9根相同截面和配筋的混凝土梁,采取不同加固方式和防火保护措施,通过ISO834标准火灾试验,详细分析了不同CFRP锚固方法(无锚固/机械锚固/U形箍锚固)、不同防火材料(超薄型防火涂料/厚型防火涂料/普通水泥砂浆)以及分区防火保护方法对CFRP加固钢筋混凝土梁温度场分布和高温变形的影响.结果表明:在本文试验条件下,相比于机械锚固,端部碳纤维U形箍锚固在试件挠度控制方面具有更好的效果;超薄型防火涂料与普通水泥砂浆配合使用的防火保护措施可行;采用20 mm普通水泥砂浆和2 mm超薄型防火涂料组合的防火效果好于20 mm厚型防火涂料保护的防火效果.