预应力碳纤维板端部锚固区域的受力分析与试验研究

摘要

预应力CFRP板加固桥梁结构是近年来才发展的一项新型加固技术，该技术综合了普通粘贴碳纤维片材与预应力加固技术的优点，不仅能使CFRP的高强性能得到有效发挥，显著提高结构的承载能力，还可以提高结构刚度，改善混凝土梁的开裂性能，从而使结构满足在正常使用极限状态的设计要求。
　　但是纵观以往关于预应力碳纤维板加固技术的研究成果，主要是围绕锚具及碳纤维板应力等相关研究，很少研究预应力碳纤维板端部锚固区域的受力性能，在预应力碳纤维板加固系统中，端部锚固区域是其中重要组成部分，其优良特性直接影响到预应力的效果和结构的安全性，因此有必要开展对端部锚固区域的受力性能的研究。
　　本文针对波形锚及预应力碳纤维板锚固系统，提出了一种适用于该体系的锚固座，对其进行静力加载试验，分析端部锚固区域的受力机理，同时利用有限元分析软件ANSYS进行有限元分析，通过对本次试验结果分析，主要得出以下结论:
　　(1)整个加载试验过程中，没有发现端部锚固座存在滑移现象，同时通过对锚固座位移的测量，可以得出锚固座具有良好的锚固性能。
　　(2)通过对锚固座的应变分析可以得出，同一截面内，越靠近锚固座轴线处的部位应力越大，反之越小。不同截面之间，距外力作用点距离越近应力越大，反之越小。
　　(3)通过对锚栓应变分析，研究了锚栓拉力的受力特性，结果表明，锚固座中部的锚栓拉力最大，其他部位锚栓拉力较小。
　　(4)建立了端部锚固区域的有限元模型，对比试验数据，对端部锚固区域应力的分布与变化规律进行了研究。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 桥梁常用加固方法

1．3 碳纤维增强复合材料加固技术简介

1．4 国内外预应力碳纤维材料研究现状

1．4．1 预应力施加方法研究

1．4．2 锚固系统研究现状

1．5 本文研究背景及内容

1．5．1 研究背景及意义

1．5．2 本文主要研究内容

2．1 引言

2．2 锚固连接内力计算

2．2．2 群锚受剪内力计算

2．3 后锚固承载力计算

2．3．1 受拉承载力计算

2．3．2 受剪承载力计算

2．4 本章小结

第三章 预应力碳纤维板端部锚固区域试验方案

3．1 引言

3．2 试验材料

3．3 锚固系统试验平台及设计

3．4 试验测量方案

3．5 试验设计方案

3．6 试验加载方案

3．7 本章小结

第四章 试验现象及结果分析

4．3．1 锚栓拉力分析

4．3．2 锚栓应变对比分析

4．3．3 锚固座应变分析

4．3．4 锚固座应变对比分析

4．3．5 锚固座纵向位移分析

4．4 本章小结

第五章 端部锚固区域有限元分析与试验对比

5．1 结构有限元模型

5．1．1 引言

5．1．2 建模准备

5．2 锚固座数值模拟计算与试验对比分析

5．3 锚栓数值模拟计算与试验对比分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文主要结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文及参加的科研工程项目