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预应力CFRP板锚固装置的受力性能研究

米伟  
【摘要】: 为了更好地发挥出CFRP材料的高强度,以及解决普通粘贴CFRP片材存在诸多问题及缺陷,最好的方法就是对CFRP材料施加预应力,形成类似于体外预应力体系的CFRP材料预应力张拉锚固系统。本课题组致力于研究开发出一套CFRP板预应力张拉锚固系统,该系统需满足经济、可靠和安全的要求,可普遍应用于结构加固领域。本文是此课题的前期研究,主要通过试验研究和有限元分析,设计出能达到要求的预应力CFRP板张拉锚固系统的锚固装置。 在全面分析己有试验研究和理论成果的基础上,确定出两个锚固方法——普通嵌贴钢板和带锚栓嵌贴钢板,并设计了锚固装置。通过试验研究和有限元模拟,获得了破坏形态和极限承载力,了解了应力分布和锚固机理,证明了经济性和安全性。分析各影响因素的参数变化,找出对锚固极限承载力的影响规律。通过分析试验结果和有限元模拟,得出以下结论: ①普通嵌贴钢板的极限抗剪承载力较高,破坏形态为混凝土拉剪破坏,属于脆性破坏。 ②锚栓和混凝土可共同抗剪,极限抗剪承载力和延性明显提高。 ③获得了混凝土强度、钢板长度、钢板宽度、钢板厚度、胶层弹性模量与胶层厚度等影响因素,对表层嵌贴钢板抗剪性能的影响规律; ④混凝土等级和钢板长度对混凝土剪应力τcz的分布影响不大。 以上结论由试验结果和有限元分析得到,是对锚固机理、内部胶层受力特点、混凝土应力分布的解释,已经抓到了问题实质,能够较准确的解释试验现象和锚固机理。希望本文能为今后课题的进一步研究提供必要的试验和理论依据。


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