预应力碳纤维带自锁式张拉锚固系统开发

摘要

预应力碳纤维带加固混凝土梁是一项新型的、有着良好发展前景的加固技术，它能充分发挥碳纤维带轻质高强的特点，明显提高碳纤维片材的强度利用率，能有效地减少混凝土结构的应力和挠度变形，延缓梁开裂，减少裂纹宽度，进一步提高结构的承载力，有着良好的耐久性。当前国内外开发的预应力碳纤维布张拉锚固系统很少，已有的张拉锚固装置普遍笨重、需要很大的施工操作空间、施工工艺不够明确。
　　针对以上特点，本文对预应力碳纤维带自锁式张拉锚固系统进行了初步力学计算、有限元分析以及试验研究。主要完成的工作有:
　　(1)分别对锚固系统的张拉端和锚固端的自锁原理进行了阐述，并根据设计要求，对装置的详细尺寸进行了确定。
　　(2)通过拧紧张拉螺杆的螺母施加预应力，预应力大小通过张拉螺杆的应变值来控制。
　　(3)针对该张拉锚固系统，提出了一套完整的、施工工艺。
　　(4)对所设计的张拉锚固系统进行有限元分析，得到锚固系统在设计荷载作用下的力学性能，并最终确定楔形夹具锥角。
　　(5)对所开发的张拉锚固系统进行试验研究，得到4层CFRP布装配在本张拉锚固系统中的极限荷载;通过三组钢梁反拱试验，模拟工程上对锚固系统进行预应力张拉，评价张拉锚固系统的实用性，并得到装置中CFRP布长度对其应变不均匀性的影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 预应力CFRP片材加固方法

1．3 预应力CFRP片材加固技术研究现状

1．4 现有预应力CFRP片材施工工艺

1．5 国内外研究存在的不足

1．6 本论文的研究内容

2 预应力CFRP带自锁式张拉锚固装置的设计

2．1 装置的组成

2．2 装置的设计与分析

2．2．1 锚固端设计

2．2．2 张拉端设计

2．2．3 预应力施加方法

2．3 装置的施工工艺

2．3．1 装配所需的材料及工具

2．3．2 装配步骤及流程

3 预应力CFRP布自锁式张拉锚固装置的有限元分析

3．1 ABAQUS有限元分析软件简介

3．2 非线性分析基本原理

3．2．1 几何非线性

3．2．2 材料非线性

3．2．3 状态非线性

3．3 本构关系

3．3．1 钢材

3．3．2 CFRP布

3．4 单元网格

3．5 定义接触

3．6 有限元结果分析

3．6．1 锚固端有限元分析

3．6．2 张拉端有限元分析

4 预应力CFRP布自锁式张拉锚固装置试验

4．1 引言

4．2 装置张拉试验

4．3 自锁锚固预应力CFRP布反拱试验

4．3．1 试验方案设计

4．3．2 试验方案

4．3．3 试验结果分析

5 结论与展望

5．1 主要内容及结论

5．2 发展与展望

参考文献

攻读硕士期间的主要研究成果

致谢