碳纤维增强复合材料黏结型锚固体系弯拉性能试验研究

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒应变关系。结果表明,锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小,CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大,并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外,CFRP筋荷载‒应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系,比值在2.4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80%,试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。

波形齿夹具锚锚固碳纤维布加固混凝土梁试验研究

在碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯试验中,首次采用波形齿夹具锚对碳纤维布进行锚固。研究证实这种端部锚固方法能够阻止片材由于弯剪斜裂缝引起的剥离向端部发展,将片材的剥离限制在局部区域内;在加载的中后期,锚具承担了碳纤维布中大部分拉力,防止了片材与混凝土之间粘结树脂过大的剪切变形,有效地防止了片材的剥离破坏;采用波形齿夹具锚对碳纤维布进行锚固,对提高片材的利用率具有非常显著的作用,特别是当碳纤维布层数较多、厚度较大时。

锚固碳纤维布的楔块锚具开发

目前采用粘贴碳布加固桥梁已非常普遍,但用预应力碳布加固桥梁却很少,主要原因是碳布的锚固非常困难。先期研制的楔形锚与钢绞线的XM锚相似,张拉时很容易被拉断或脱出。所以提出了改进型的楔块锚具,可以使CFRP达到极限强度而不被拔脱。

碳纤维(加锚)加固混凝土梁抗剪试验研究

本文吸收了国内外碳纤维加固已有的研究成果,针对碳纤维片材抗剪加固时端部常出现的剥离破坏,提出了一种新的锚固形式,并且进行了试验研究.试验表明,采用此锚固形式可以有效的防止碳纤维片材端部的剥离破坏,大大提高混凝土梁的抗剪承载力.

带锚固端BFRP筋-混凝土的粘结性能试验与本构模型研究

BFRP筋是一种可取代钢筋用于海洋工程的新型增强材料,具有广阔的应用前景。针对BFRP筋在混凝土结构中粘结强度不足的问题,采用碳纤维布锚固的方法改善BFRP筋-混凝土粘结性能,从而提高BFRP筋与混凝土的协同作用。该文通过20个中心拉拔试件,分析了碳纤维锚固长度、锚固直径及混凝土强度对试件粘结-滑移性能和破坏形态的影响。结合试验结果对现有模型的粘结特征参数进行修正,提出碳纤维布锚固条件下BFRP筋-混凝土的粘结强度计算公式,建立一种BFRP筋-混凝土粘结滑移本构模型。结果表明:碳纤维锚固端可以有效的提高粘结性能,限制混凝土开裂,提高残余粘结强度,充分发挥BFRP筋的增强作用;混凝土强度是影响锚固性能的主要因素;随着锚固长径比的提高,碳纤维的锚固性能逐渐提升。

水环境下碳纤维拉索锚固结构的疲劳性能研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)拉索强度高、重量轻且耐久性好,但长期处于潮湿服役环境下其锚固结构的可靠性存疑。为此对CFRP拉索进行了应力幅为200 MPa、应力上限为0.65极限强度的200万次疲劳循环试验,并令较低端的锚具放置于水环境中,在拉索两端内嵌光纤光栅测量轴向应变变化。结果表明:在循环荷载作用下,CFRP筋与锚固填料间产生微裂缝,锚具内部发生了应力重分布;水浸作用加快了锚具内的应力重分布,其规律分为两个阶段:第一阶段速率较大,主要集中在前50万次循环;第二阶段为50万次至200万次的循环,应力重分布逐渐平稳。研究的CFRP拉索安全通过了疲劳试验,但剩余强度降低了17%,说明水环境对CFRP拉索锚固结构耐久性造成的影响不可忽视。

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.