端锚碳纤维布加固混凝土试件试验研究.pdf

《端锚碳纤维布加固混凝土试件试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年3月建材与装饰经济·管理·综述端锚碳纤维布加固混凝土试件试验研究李恒通（广东省建筑设计研究院广东广州510010）摘要：外贴碳纤维增强复合材料（CFRP）加固技术常常出现CFRP过早剥离导致其强度得不到充分利用的问题。针对此种情况，本文采用了一种新型的自锁式紧凑型超薄端部锚固装置，通过6组试件的双剪试验，主要研究了该端锚系统锚固的可靠性以及端锚CFRP加固混凝土试件的破坏过程及破坏形态等。试验结果表明：采用该端锚能显著提高CFRP的利用率，加固试件的延性亦得以改善，该端锚装置锚固可靠，具有良好

2、的工程应用前景。关键词：碳纤维增强复合材料；自锁；端锚；双剪试验；可靠中图分类号：TU746文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）11-0097-021引言用。采用本文锚板后，CFRP剥离后在锚板的作用下还能继续工目前，应用碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土结构最作直至CFRP被拉断，加固效果良好。常用的一种方法是外贴CFRP加固法，即用粘结剂将CFRP粘贴（2）自锁功能强大。机械锚固CFRP加固结构构件，为达到良于结构表面进行加固。该方法操作灵活、容易掌握，但存在明显好的锚固效果

3、，往往对机械锚固装置与CFRP之间的相对滑移值缺陷[1~2]：①CFRP很早就与原结构剥离，CFRP不能充分发挥其较要求较高。本文所用锚板具有非常强大的自锁功能，很好的解决高的抗拉强度，使得CFRP的利用率仅有15~35%。②加固构件了此类问题，端锚CFRP布受力自锁示意图见图2。破坏过程发展迅速，破坏模式趋近于脆性破坏。针对上述情况，一些学者提出了一些旨在提高抗剥离能力的技术措施，以便更好地发挥材料功效。卓静[3]等研究开发出了一种波形齿夹具锚，试验结果表明，FRP片材强度得到了较为充分图1锚板图图2

4、端锚CFRP布受力自锁示意图的利用，该端锚系统锚固可靠；但由于锚板呈波形状，会在一定程度上影响FRP片材的抗拉强度，另外所需锚板厚度偏大，要凿（3）体积较小，外观精致，锚板厚度可以薄到只要几个毫米，保护层才能做到布贴梁面。石昌文[4]等将环氧树脂浸润后的CFRPCFRP布到构件表面的距离可为包括零在内的任何值。布的两端缠绕在铁片上，并利用螺杆把铁片锚固于混凝土构件（4）制作简单，无需拼装，施工便捷，不影响原结构美观，综合上对其进行加固；试验结果表明，该方法可以有效延缓CFRP布成本较低，在实用性方面均优

5、于许多其他类型的锚具。的剥离，即使CFRP布在跨中剥离仍可与梁共同受力，直至CFRP2.2试验设计布拉断，从而有效地提高CFRP的利用率；但该方法需要将CFRP2.2.1试件设计在铁片上缠绕多层，加载时端部CFRP即会产生滑动，对加固效本试验采用双剪试验方法对加固试件进行研究。试件的尺寸果产生不良影响。考虑到上述锚固技术措施存在的不足，本文采考虑到锚板的锚固要求，并参考了日本混凝土协会的建议[6]，每用中南大学周朝阳教授发明的自锁式紧凑型超薄端部锚固装组试件由两个相互独立的尺寸均为500mm×240mm

6、×240mm（长×置，通过6组试件研究CFRP粘结长度、宽度等参数对加固效果宽×高）的混凝土试块组成，见图3。试验中通过沿CFRP布中线的影响以及验证该端锚装置的可靠性。均匀布置（间距20mm）的应变片来测量各级荷载作用下CFRP2试验概述的应变分布。2.1端部锚固技术方案2.1.1技术特点锚板设计考虑到CFRP布是由若干碳纤维细丝构成，为避免图3试件尺寸示意图较大荷载作用下CFRP布损伤，锚板上缠绕CFRP布的位置应做2.2.2试验加载成圆弧状；为实现CFRP布绕结自锁获得越拉越紧的锚固效果，受试验空

7、间等因素限制，本试验利用实验室既有钢梁组合试应将锚具做成开缝板；根据端锚CFRP布受力特点，锚板上植筋验装置进行手动加载。加载速度和荷载大小通过控制螺帽拧动开孔位置宜靠近CFRP受力一侧，锚板实物见图1。快慢和拧动圈数来控制。考虑到试验设计荷载较大，本试验采用2.1.2技术优势分级加载，具体见图4。相比于其它锚固方式以及机械锚具，本文所用锚板具有以下3试验结果与分析[7]明显技术优势[5]：（1）锚固可靠。大量试验以及工程加固效果表明，传统的粘贴3.1试验结果与极限承载力影响因素分析锚固，CFRP的最大

8、拉应力大多是由CFRP-混凝土界面的粘结应本次试验结果见表1。力控制，往往剥离早于CFRP断裂，CFRP的强度得不到充分利根据表1可知：试件SJ-2相比于试件SJ-1，其极限承载力·97·经济·管理·综述建材与装饰2015年3月的摩擦力等因素对CFRP受力有一定的影响。4结论本文通过试验初步探索了端锚CFRP加固混凝土试件的加固效果，得到以下几点结论，供加固设计和施工参考。（1）采用本文锚板后，加固试件的极限承载力得到提高，延性亦得以改善。