预应力CFRP筋夹片-粘结型锚具的试验

目的 研究CFRP筋夹片一粘结型锚具静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能.方法 在充分利用现有分离夹片式锚具及配套张拉设备,避免相关产品二次开发的前提下,提出了一种预应力CFRP筋夹片一粘结型锚具,利用试验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研究.结果 试验结果 表明,锚具各部分能够协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均超过了0.95,平均值为0.99;各锚具组装件在经受循环疲劳荷载及周期荷栽后,锚具夹持区域CFRP筋均未发生破坏,锚具组装件完好.达到了现行适用于钢筋(丝)或钢绞线的规范要求.结论 笔者研制的夹片一粘结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋,具有优异的静载锚固性能和良好的动载性能,具有很高的工程应用价值.     

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.     

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.     

CFRP筋夹板式锚具极限抗拔力的神经网络预测

基于人工神经网络原理,对20个CFRP筋夹板式锚具拉拔试验数据建立BP神经网络模型,分析锚固长度、螺栓总预紧力、螺栓数量、CFRP筋直径等参数对锚具极限抗拔力的影响.分析结果显示,训练好的神经网络模型可以较好地预测CFRP筋夹板式锚具的极限抗拔力.利用神经网络模型进行参数分析,表明锚具极限抗拔力在样本空间内随锚固长度、螺栓总预紧力、螺栓数量的增加而增加,与试验研究结果相符.本文可为CFRP筋夹板式锚具的应用及改进提供参考.     

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．     

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.     

钢筋与砼间粘结锚固性能及粘结作用机理

钢筋与砼间的粘结锚固性能依据钢筋外形大致可分为三种光圆钢筋、变形钢筋、扭转型钢筋的粘结锚固,并分别总结了它们与砼问的粘结锚固性能及机理,以及光圆锕筋及变形钢筋在重复荷载及反复荷载作用下的粘结退化及其机理,最后也对粘结锚固设计进行了总结.     

循环荷载作用下CFRP-混凝土界面粘结-滑移关系研究

循环荷载作用下CFRP-混凝土界面粘结-滑移关系是研究CFRP加固混凝土结构疲劳性能的重要基石.通过对18个双面剪切试件进行静载及疲劳试验,分析探讨了循环荷载作用下CFRP-混凝土界面破坏过程及粘结-滑移关系.结果表明,随着循环荷载次数及应力水平增大,界面粘结性能降低,CFRP片材也更早出现剥离现象,剥离长度和应力水平...     

粘结式GFRP锚杆边坡锚固机理与实用设计方法

研究了粘结式GFRP锚杆的荷载传递机理与岩石边坡加固机理,提出了GFRP锚杆设计的原则、设计主要内容与流程、结构设计基本方法,并将之应用于工程实践.研究结果表明：GFRP锚杆的荷载传递取决于GFRP筋与砂浆之间的粘结性能,GFRP锚杆黏结力主要由化学胶结力、握裹力、机械交合力与机械锚固力组成,光圆锚杆与变形锚杆的粘结性能存在较大的差异;锚杆通过悬吊锚固、改变岩体应力状态、组合梁作用、阻滑抗剪等作用加固岩石边坡;由于GFRP锚杆对横向荷载有较强的敏感性,应加强对端部锚具的设计,建议采用钢套粘结式和楔形粘结式锚具.     

基于3D有限元的FRP筋夹片式锚具参数影响分析

为了使纤维增强塑料（FRP）筋夹片式锚具的研究突破试验规模和测试参数的局限,并满足设计优化的需要,根据FRP筋夹片式锚具模型试验信息建立3D有限元模型,采用数值模拟方法对锚固体系开展了非线性受力分析.结果表明:在滑移动态演变过程、失效形态、极限承载力和滑移值等方面与基准试验精确吻合.讨论了锚环锥角、夹片与锚环之间的角度差、铝套管厚度、夹片预紧力、夹片与锚环之间的初始接触位置、锚具长度等锚固参数对锚具性能的影响,确定了上述参数的推荐取值范围.锥角对锚具锚固性能具有显著影响,当锥角取3°时,锚具的锚固性能及破坏形态均可得到有效保障.     

钢筋与砼间粘结锚固性能及粘结作用机理

钢筋与砼间的粘结锚固性能依据钢筋外形大致可分为三种：光圆钢筋、变形钢筋、扭转型钢筋的粘结锚固,并分别总结了它们与砼间的粘结锚固性能及机理,以及光圆钢筋及变形钢筋在重复荷载及反复荷载作用下的粘结退化及其机理,最后也对粘结锚固设计进行了总结。     

不同荷载条件下预应力钢绞线双压花锚具性能的试验研究

在改进预应力钢绞线压花锚具构造研究的基础上,进行了12个双压花锚具的足尺寸试件试验,研究了该种新型锚具分别受到持续荷载、周期荷载以及疲劳荷载作用时的有关性能．首先研究了锚具由于荷载持续作用所产生的变形以及持荷应力水平的影响,并提出变形计算的建议公式,试验表明24 h持荷未造成该种锚具最大承载能力的下降,而且其变形在破坏时总变形量中所占比例较小．周期荷载作用时,荷载循环次数的增加使锚具每个循环的荷载与变形逐渐呈近似线弹性关系;历经50次重复加卸荷后再次承受静力作用时,锚具性能变化很大,而最大承载力和极限变形能力没有降低．试验还表明,双压花锚具达到了国家标准规定的周期荷载性能和疲劳荷载性能的要求．     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究

通过研制的一套张拉锚固设备对碳纤维板施加预应力后加固试验梁对其进行抗弯静载试验.试验表明未施加预应力CFRP板梁开裂荷载没有影响,而预应力CFRP板加固梁的开裂荷载有明显提高,可以延缓梁的开裂;所有加固梁的屈服荷载、极限荷载都有所提高,同时增加了构件的刚度;试验时粘贴CFRP板加固梁超过了CFRP板极限抗拉强度的25%,而预应力CFRP板加固梁接近粘贴CFRP板的二倍,充分发挥了材料的强度;试验所用的锚具在梁加载过程中没有出现滑移,锚固效果良好.     

CFRP波形齿锚具紧固螺栓轴力的试验

探讨大吨位锚固下波形齿锚具的锚固性能,研究波形齿锚具紧固螺栓的轴力和CFRP片材纵向拉力的关系.结果表明:锚固情况下,波形齿锚具仍能有效锚固CFRP片材;紧固螺栓的轴力N分为拉拔CFRP片材前螺杆上的初始轴力和拉拔CFRP片材时由弯曲效应产生的附加轴力2部分;建议拧紧螺帽后,紧固螺栓的初始轴力为CFRP片材理论极限纵向拉力的0.15倍.     

无粘结部分预应力纤维聚合物筋混凝土梁试验

目的研究无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件的受力性能,荷载作用下CFRP筋应力增量、受弯构件变形以及裂缝分布特征.方法设计制作4根简支试验梁,梁中以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通钢筋作非预应力筋,对试验梁在两点进行分级加载,根据各梁试验结果对这类梁的受力性能展开研究.结果试验梁的裂缝分布比较均匀,且主要集中在纯弯曲段;混凝土的开裂对梁的变形及CFRP筋应力增量影响不大,而非预应力钢筋屈服后,试验梁变形及CFRP筋应力增量明显增大,且CFRP筋极限应力增量受综合配筋指标影响显著;提出了以综合配筋指标为自变量的无粘结CFRP筋极限应力增量计算公式.结论无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件有良好的力学性能,试验结果为开展这类梁的设计研究提供了理论依据.     

无机聚合物混凝土-钢筋拉拔试验研究

为了研究无机聚合物混凝土与钢筋间的粘结性能,制作强度等级为C40的两组6个无机聚合物混凝土(IPC)-钢筋拉拔试件,并对其进行拔出试验,其极限拔出荷载均比文献同类普通混凝土-钢筋拉拔试验极限荷载大,表明无机聚合物混凝土和钢筋之间的粘结性能要优于普通混凝土。通过对无机聚合物混凝土-光圆钢筋试验拉拔荷载位移曲线的分析将其破坏过程分为微滑移阶段、滑移阶段、下降段和残余段4个阶段。对试验拉拔过程中粘结应力的分析发现平均粘结应力与锚固深度无关,主要与钢筋表面和混凝土间摩擦力有关,光圆钢的τ-x分布曲线显示粘结应力最大的区域出现在距锚固端20～40mm处。     

Q345圆钢杆的疲劳破坏模型

为研究结构钢圆杆的疲劳破坏模型,以结构钢的椭球面断裂模型为开裂判据,由结构钢圆杆疲劳裂纹的裂尖真实应力场,计算出结构钢圆杆疲劳裂纹的失稳扩展面积、稳定扩展面积和稳定扩展长度.基于结构钢疲劳裂纹随加载次数加速扩展的试验事实,假定结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率是循环加载次数的单调递增幂函数,即双对数坐标系下结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率和循环加载次数为单调递增线性函数,积分后得到结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展长度和疲劳寿命间的函数表达式,导出结构钢圆杆的疲劳破坏模型.建议的结构钢圆杆的疲劳破坏模型表明,结构钢圆杆的疲劳寿命是名义最大应力、相对应力幅、初始裂纹位置和初始裂纹长度的复杂函数,不能简单化为仅是应力幅的函数.对Q345B圆钢杆进行了常幅循环应力疲劳试验,结果表明,Q345B圆钢杆的疲劳寿命随相对应力幅和名义最大应力的增加而降低.根据Q345B圆钢杆的疲劳试验结果,标定了其疲劳破坏模型参数,验证了建议的疲劳破坏模型精度.