碳纤维增强材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)是一种新型复合材料。CFRP材料是通过胶结材料(如环氧树脂),将多根碳纤维丝浇筑在一起,使其协同工作所形成的。CFRP筋材轻质、高强、耐腐蚀,在后张法预应力混凝土构件中,常被用来代替普通预应力钢筋进行使用。但CFRP筋材也有着显著的力学缺点,它是一种各向异性的复合材料,顺丝向抗拉强度很高,垂直纤维方向抗剪强度却比较低,通常只有抗拉强度值的10%~20%左右。在实际应用中,由于碳筋的横向抗剪能力较弱,使得如何对其进行有效的锚固成为一个难题,普通锚具可能会使得筋材发生剪切断裂破坏,过早失效。为了解决这个难题,需要开发研究出与CFRP筋材的力学特性相适用的锚具系统。目前世界上很多研究人员都建议使用粘结型锚具来进行CFRP筋的锚固。本文主要通过对3根碳筋的粘结型锚具以及单根散丝碳筋复合式粘结锚具的受力性能及锚固能力进行研究。本文分析研究的主要内容包括以下几点:(1)通过ANSYS软件的模拟,接触界面采用接触对进行模拟,分析在分级荷载下锚具内界面的应力分布特点及变化规律;(2)在现有研究结论及相应规范的基础上,拟定锚具尺寸,共绘制了3组锚具构造图,分析可行后,进行加工制作;(3)在锚具零件加工完成后,使用环氧树脂作为粘结材料,组装、养护锚具,并贴上应变元件及位移测试装置;(4)对组装好的锚具进行静力加载实验,记录试验数据,并将实测值和理论值进行对比,互相验证并总结规律及不足之处。得到的主要结论有:(1)ANSYS分析后,可以看出相同锚具在不同等级荷载作用下、不同尺寸锚具在相同荷载作用下,其正应力及剪应力分布规律不全相同,但规律基本一致。(2)根据试验结果可知:在直筒段直径及锚具总长度均相同的条件下,复合式粘结锚具比直筒式粘结锚具的极限承载力要高;散丝状筋材有利于碳筋的锚固,其承载能力也得到一定提高,但对加工制作工艺要求更高。(3)将实验数据与模型计算值进行对比并总结规律,优化锚具设计。