cfrp预应力筋夹片式锚具的试验研究

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1、CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究蒋田勇方志(湖南大学,湖南长沙410082)摘要:传统的夹片式锚具应用于CFRP(CarbonFiberReinforcedPolymer/Plastics)预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据VonMises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3°、夹片预紧力为100kN、铝片厚度为1

2、mm、凹齿间距为12.85mm和凹齿深度为0.3mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185kN,相应的锚固效率系数为96.4%。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。关键词:CFRP;夹片;中图分类号:TU757.2锚杯;锚具文献标识码:A02-0060-10文章编号:1000-131X(2008

3、)Experimentalinvestigationofwedge-typeanchorsforCFRPtendonsJiangTianyongFangZhi(HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:Theconventionalwedge-typeanchoragesystemforsteeltendonsmustbeimprovedforCFRP(CarbonFiberReinforcedPolymer/Plastics)tendons.Wedge-typean

4、chorsforCFRPtendonshavebeendevelopedbyassemblingsmoothindentedwedge,conicalbarrel,plasticfilm,andaluminumsoftmetalsleeve.Basedonthemechanicalbehaviorofwedge-typeanchors,thestressesofconicalbarrelarederived,andtheminimumthicknessofconicalbarrelisobtainedaccordin

5、gtotheVonMisesyieldcriterion.Thedimensionsofthewedgescanbeobtainedfromthegeometricrelationshipbetweentheconicalbarrelandthewedge.Thestatictestsindicatethat,whentheanchorinvolvesa3°-conicalbarrel,a100kNofpresettingload,a1.0mmthickaluminumsoftmetalsleeve,a12.85mm

6、spaceand0.3mmdeepindentedwedges,theanchoragesystemcanperformwellandundertakeanultimatecapacityof185kNwithananchorageefficiencyof96.4%.FactorsthataffecttheanchorageperformanceandtheslipofCFRPtendonareillustrated,includinglengthandslopeofconicalbarrel,presettingl

7、oadlevel,space,depthandwidthofindentedwedges,andthicknessofaluminumsleeve.Thegoodagreementbetweentheanalyticalandexperimentalstressesofconicalbarrelvalidatesthepresentapproach.Theequationsdevelopedforevaluatingtheultimateloadoftheanchorsarefeasible.Keywords:CFR

8、P;wedge;barrel;anchorE-mail:jty_78@126.com应力钢筋[1]。CFRP预应力筋是一种横观各向同性材料,其横向强度与纵向强度之比较小,因此用于锚固预应力钢绞线的传统夹片式锚具不再适合锚固CFRP筋,否则将会由于CFRP筋横向强度过低导致过早失效。Nanni等人的研究表明:配置CFRP预应力筋的结构,最终承载能

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