發(fā)布時間：2020-11-22 17:33

　　 CFRP具有質量輕強度高、彈性好、耐腐蝕與疲勞等眾多優(yōu)點,具有極高的工程應用價值,有望在未來土木工程領域中替代傳統(tǒng)鋼筋。但是CFRP材料抗剪強度低,錨固困難,使其在工程中的應用受到嚴重制約。因此,針對CFRP筋材研究并發(fā)明一種新型錨具,具有重要的意義和實用價值。文章依托國家自然科學基金項目的資助,針對CFRP索股粘結型錨具錨固性能,論文開展的主要內容有:(1)歸納和總結近年來CFRP筋錨固性能的研究成果,探討現(xiàn)有的直筒型錨具、內錐型錨具及其衍生出的幾種粘結型錨具的優(yōu)缺點。通過力學計算各自錨具的錨固受力機理,從而提出內曲面型錨具的發(fā)明設計,并對其進行力學計算證明內曲面型錨具的受力性能優(yōu)越。(2)采用大型通用有限元軟件ANSYS建立有限元實體模型,數(shù)值模擬對比分析內錐型、內錐加直筒型、直筒加內錐加直筒型錨具和新研發(fā)內曲面型錨具這四種不同錨具結構形式的受力性能,包括錨筒接觸擠壓應力及錨固區(qū)CFRP索股徑向擠壓應力、CFRP索股橫向剪應力、CFRP索股軸向拉應力分布,通過有限元計算分析證明內曲面型錨具的錨固性能優(yōu)越。(3)制作新發(fā)明的內曲面型錨具物理實物,將其與CFRP索股組裝制作試驗試件進行靜載拉伸試驗研究。每個試件的索股含13根5mm的非光圓CFRP筋,通過軸向拉伸試驗獲得極限承載力,從而得到內曲面型錨具的錨固效率,進而論證內曲面型錨具的錨固性能優(yōu)越,能夠完全滿足常規(guī)設計要求。(4)再次通過有限元ANSYS對內曲面粘結型錨具進行參數(shù)和CFRP索股大尺寸多層絲錨具建模分析,為CFRP索股粘結型錨具的設計與研究提供參考。
【學位單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ327.3;TU476
【部分圖文】：

（c）螺紋筋 （d）光圓筋圖 1-1 不同類型碳纖維材料國內外生產(chǎn)的 CFRP 索包括棒材和絞線，人們通常又把 CFRP 棒材稱作 CFRP 絲或者 CFRP 筋。CFRP 筋橫截面形式大多為圓形狀，表面形式有光滑或壓紋，壓紋形式需進行勒痕或纏絲處理。CFRP 筋表面的壓紋形式要比光圓筋與粘結介質的粘結性能更好碳纖維（CFRP）絞線是將一定數(shù)量的小直徑碳纖維復合筋絞纏后，再經(jīng)環(huán)氧樹脂浸潤固化而成的筋束，簡稱 CFRP 絞線，外形類似于鋼絞線。目前 CFRP 絞線的形式有單股7 股、19 股、37 股等，常用的直徑從 3~40mm 不等[16]。在實際工程中應用較多的是 CFR片材及棒材。1.2.3 CFRP 材料優(yōu)缺點對鋼鐵、鋁合金等傳統(tǒng)材料的替代，是碳纖維應用推廣的主要動力。與鋼索相比CFRP 索的制造未達到一致的標準，CFRP 筋與鋼筋、鋼絞線相比其主要特點如表 1。

圖 1-2 鋼與 CFRP 的應力-應變曲線圖性較差。受溫度影響較為明顯，如果溫度過高，CFRP 索。系統(tǒng)研究現(xiàn)狀類向異性可知其抗剪強度較低，傳統(tǒng)的錨具形式不再適用承載能力最終又是由錨具的錨固性能所決定，因此需要的新型錨具[21-22]。具要是由錨杯、夾片、軟金屬套管等部分組成，通過傳統(tǒng)P 筋受到拉力時，夾片受到內錐作用，其對 CFRP 筋產(chǎn)生進行錨固，如圖 1-3 所示。夾片型錨具更容易產(chǎn)生切口集中現(xiàn)象，從而對筋材產(chǎn)生一定的剪切作用，將會容易導破壞[23]，不利于 CFRP 筋材的受力。因此，對傳統(tǒng)夾片片傾角的改進。依據(jù) CFRP 筋的材料特性選取夾片頓角

圖 1-3 CFRP 筋夾片型錨具錨具結構相對比較簡單，組裝起來也較為方便，更便于工程現(xiàn)場業(yè)，可重復利用，組裝完成后即可使用。但滑移量較大，易產(chǎn)低。夾片型錨具容易對筋材造成夾持損傷，該類錨具相對于粘的穩(wěn)定性較差[25]。同時，常用夾片型錨具僅能錨固單根 CFRP 傷較大，對于錨固 CFRP 索股來講需用多個夾片型錨具，這樣致使錨具的施工操作更為復雜，也因此該類型錨具的推廣和約。型錨具錨具根據(jù)錨筒結構的不同可分為：直筒式、內錐式、直筒加內式；根據(jù)粘結介質的不同可分為珊瑚混凝土、環(huán)氧樹脂、混凝結介質、端堵、螺母等是組成粘結型錨具的主要部分，端堵帶并間隔一定相同間距。如圖 1-4 所示。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2894614