【摘 要】
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近年来,纤维增强复合材料(FRP)在桥梁及结构工程中的应用研究日趋活跃,碳纤维(CFRP)筋在工程实际中的应用也日趋广泛,但碳纤维(CFRP)筋在应用中遇到的最大难点就是锚固问题。
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近年来,纤维增强复合材料(FRP)在桥梁及结构工程中的应用研究日趋活跃,碳纤维(CFRP)筋在工程实际中的应用也日趋广泛,但碳纤维(CFRP)筋在应用中遇到的最大难点就是锚固问题。本文从解决这一实际问题入手,对以高强活性粉末混凝土(RPC)为新型粘结介质的粘结式锚具和对传统夹片式锚具进行改进后的新型夹片式锚具,通过200万次疲劳试验证明了这两种锚具锚固碳纤维(CFRP)筋的可行性,并采用有限元方法分析了粘结式锚具参数对组装件抗疲劳性能的影响。 对于粘结式锚具,本文研究了以活性粉末混凝土(RPC)为粘结介质、粘结长度为200mm的锚具组装件的抗疲劳锚固性能。通过试验证明了高强活性粉末混凝土(RPC)作为粘结介质的新型粘结式锚具锚固碳纤维(CFRP)筋的可行性。 对于夹片式锚具,通过对传统的夹片式锚具进行改造,改善了碳纤维(CFRP)筋在夹片式锚具作用下的受力性能。本文对不同长度和锚杯内壁倾角的夹片式锚具的抗疲劳性能进行了试验研究。通过试验证明了该类锚具具有良好的动力抗疲劳性能。 本文对碳纤维(CFRP)复合材料和锚具组装件的疲劳理论及疲劳寿命公式进行了评述,并借鉴国内外一些比较成熟的疲劳寿命试验公式,对本文的试验结果进行验证;同时,对公式进行了一定的参数修正,得出了能在一定程度上反映本文试验条件下锚具组装件的疲劳寿命公式。 本文采用大型通用有限元程序ANSYS,对粘结式锚具组装件的抗疲劳性能进行了有限元分析。研究了不同锚固长度、钢套筒内壁倾角对粘结式锚具组装件抗疲劳性能的影响,疲劳试验结果在一定程度上验证了该理论分析结果的正确性。 在本文的最后,对适合碳纤维(CFRP)筋锚具的发展和进一步研究提出了建议和注意的问题。
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