预应力锚固体系的理论研究

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1、广东建材2010年第10期研究与探讨预应力锚固体系的理论研究鄞少强胡可刘映才(广东科学技术职业学院)摘要：本文以预应力锚固体系为研究对象，通过理论研究对预应力锚固技术的工作机理、发展特点、设计理论等方面作了较深入系统的研究，可为其它工程应用提供一定的指导。并为后续的预应力锚固体系的实验研究及有限元分析提供必要的理论支持。关键词：预应力混凝土；锚固体系；锚具；有限元分析预应力混凝土结构在建筑、桥梁、水利等工程领域为钢绞线锚固体系、钢丝束体系、钢筋束体系及粗钢筋有着十分广泛的应用。预应力混凝土结构是

2、通过施加预体系_l_。而预应力筋用锚具、夹具与连接器按锚固方式应力以提高结构承载能力并进一步提高结构刚度，以缩的不同，又可分为夹片式(多孔夹片锚具、JM锚具)、支小结构物尺寸和减轻其白重，从而显著节约工程材料。承式(镦头锚具、螺丝端杆锚具等)、锥形式(钢质锥形锚我国从1988年开始大力提倡和发展预应力技术，具、槽销锚具等)和握裹式(压花锚具、挤压锚具)等四种[2l随着我国经济的发展，尤其是交通和能源的发展，对预。应力产品的需求前景必是非常乐观的。随着三峡工程的而国家标准《预应力钢筋用锚具、夹具和

3、连接器》f3]建设，以及2008年北京奥运会和2010年上海世博会的及行业标准《预应力钢筋用锚具、夹具和连接器应用技各项设施的建设，预应力技术将被更广的应用。因此，预术规程》【4中规定，按锚固性能不同，将锚具类型划分如应力锚固体系的需求量也必将不断增长。所以，对预应下：力锚固体系的研究必将大有可为。I类锚具：除必须满足静载锚具性能外，尚应满足本项目研究是以预应力锚固技术在工程中的应用循环次数为200万次的疲劳性能试验，在抗震结构中，为研究对象，在搜集整理大量资料的基础上，对预应力还应满足循环次数

4、为50次的低周期反复作用载荷试锚固技术的工作机理、发展特点、设计理论等方面作了验。此类锚具适用于承受动载荷、静载荷的预应力混凝较深入系统的研究，可为其它工程应用提供一定的指土构件。导。II类锚具：只须满足静载锚固性能的要求。该类锚具仅适用于有黏结预应力的混凝土结构。且锚具只能处1预应力锚固体系的研究现状于预应力变化不大的部位。预应力锚固体系的重要性在于预应力的效果直接但无论怎样划分，夹具和锚具所以能夹住或锚住钢取决于锚固体系所能承受的载荷。然而长期以来，对于筋，其主要是依靠摩阻、握裹和承压锚固[

5、。预应力技术中关键环节的锚固体系，我国的研制和开发依靠摩擦阻力锚固的锚具。如锥形锚、波型夹具、仍主要建立在试验的基础上，缺乏科学的理论依据。这JM一12锚具、xM型锚具及QM锚具体系等，均是借张拉钢除了是因为预应力锚固技术是一个综合性前沿学科，涉筋回缩带动锚楔(或夹片)将钢筋夹紧而锚固的。及面广，牵涉学科多有关，还因为在对锚具结构进行结依靠承压锚固的锚具。如镦头锚具及夹具、钢筋螺构分析时，存在许多困难：如锚具内部的力学性能并不纹锚具，就是利用钢丝(或钢筋)的镦粗头或螺纹承压而能通过实验来分析，锚

6、具本身的复杂形状，锚具内部的进行锚固的。各元件的相互作用复杂等。所以迄今为止，还没有理论先张法和后张法白锚构件中的预应力钢筋是利用研究或经典公式能充分地预测锚具的特性。这势必会影钢筋与混凝土之间的黏结力进行锚固的。响到预应力技术的进一步推广和应用。3锚固单元受力分析的理论研究2预应力锚固体系的分类在预应力锚固体系中，夹片是直接夹持预应力筋的预应力锚固体系，通常根据锚固预应力筋的不同分一27—研究与探讨广东建材2010年第10期关键性元件，锚环与夹片⋯起组成重要的锚固单元，随度和延性不能充分发挥，

7、从而导致锚具效率系数偏低；着载荷的增加，当预应力筋受F力时(预应力筋张拉后a角过大时，夹持力减小，易出现滑丝和夹不住的现的回缩力)，由于夹片内孔有齿咬合预应力筋，而带动夹象。片(不允许产生滑移)，进入锚环锥孔内。由于楔形原理，由(3)式可知，要保证锚固可靠，必须增大Y值，即越楔越紧。其受力分析如下，受力简图见图1。增加夹片和预应力筋之间的摩擦力和机械啮合力，因此，夹片上制造了各种尖齿，同时要求预应力筋上不得预应力箭有泥污、锈斑等减小摩擦的物质，从而实现上述增加摩擦力和机械啮合力的目的。在增加y值

8、的同时，应减小a+值，其中，一般a值以5．5。～7．5。为宜[；而f3值反映了夹片背面与锚环锥孔的摩擦系数，光滑程度越好，就能提供越大的夹紧力，因而有时在锚环锥面或在夹片外锥面涂少量的机油或油脂，以达到提高夹片图1锚固单元工作原理自锚性能的作用。为降低p值，还可通过下列四种方法实现：图中F表示预应力筋所受的拉力；增加夹片和锚环圆锥面的硬度；a为锚环的斜角；降低圆锥面的表面粗糙度；u表示夹片与锚环之问的摩擦系数，相应的摩擦在夹片边缘制造倒角；角为13，即l=tgB；张拉前清洗圆锥面的泥砂。，表示夹