植入式纤维锚具-混凝土界面力学性能研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）植入式纤维锚具-混凝土界面力学性能研究梁嘉俊二○一八年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111509005广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）植入式纤维锚具-混凝土界面力学性能研究梁嘉俊梁嘉俊指导教师姓名、职称：刘锋教授_____学科(专业)或领域名称：土木工程_____学生所属学院：土木与交通工程学院论文答辩日期：二○一八年五月__ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScien

2、ce)BondBehaviorofFiberAnchorinUncrackedConcreteMasterCandidate:LiangJiajunSupervisor:Prof.LiuFengMay2018SchoolofCivilandTransportationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要纤维增强复合材料（FRP）因其强度高、质量轻、耐腐蚀性强等优点，被广泛应用于各类混凝土结构的加固中。但是在实际的应用中，由于外贴FRP加固混凝土构件发生早期剥离

3、破坏，导致FRP加固效果降低。为了更好地发挥FRP的性能，减缓甚至避免剥离破坏的发生，相关研究和设计规范建议埋置纤维锚具以增加FRP粘结强度。由于纤维锚具拔出过程的荷载-位移本构模型是研究带锚具外贴FRP混凝土构件的重要基础，而这方面的研究尚有缺失，因此本文采用纤维锚具的拔出试验及其有限元模拟的方法，测量得到纤维锚具拉拔荷载-位移曲线并通过数值模拟进行验证。本文研究内容主要包括以下两个部分：（1）设计并浇筑了21个圆柱体混凝土试件，并对试件钻孔，再将纤维锚具通过环氧树脂粘结到试件中，最后通过拉拔试验测得纤维锚具在拔出过程中的荷载-位移曲线并记录其破坏模态。本文研究了3类参数对纤维锚具拉

4、拔荷载-位移曲线和破坏模态的影响。试验结果表明，嵌入深度对荷载-位移曲线的影响最显著。（2）基于上述的拉拔试验，本文采用精细有限元分析的方法，使用非常小的单元（一般为0.5mm）对不同参数的试件加以模拟。通过对比试验与有限元模拟得到的荷载-位移关系曲线及破坏模态，验证了不同参数试件的拉拔荷载-位移曲线及破坏模态的准确性。关键词：FRP，纤维锚具，荷载-位移本构模型，拉拔试验，混凝土I广东工业大学硕士学位论文ABSTRACTFiberreinforcedpolymerhasbeenwidelyusedtostrengthenexistingreinforcedconcretestruct

5、uresduetoitsadvantagessuchashighstrength,lowweightandhighcorrosionresistance.However,debondingofFRPisatypicalfailuremodewhenexternallybondedFRPisusedtostrengthenconcretestructures.Asaresult,theeffectivenessofthematerialislimitedbydebondingofFRP.Inordertodelayorevenpreventprematuredebondingofexte

6、rnallybondedFRP,mostcurrentdesigncodessuggesttousefiberanchortoincreasethebondingstrengthofFRP.Thepulloutload-displacementmodeloffiberanchorisfundamentalfortheresearchofconcretestructurestrengthenedwithexternallybonedFRPwithfiberanchor,however,fewmodelsexisttodate.Thispaperproposedthepulloutload

7、-displacementcurveoffiberanchorsindifferentparameters,usingpullouttestandfiniteelementmethod.Theresearchincludedtwoparts:(1)Atestprogramontwenty-onespeciallydesignedconcretecylinderspecimensinsertedwithfiberanchorswascarried