碳/玻璃纤维复合杆体的锚固及其耐久性能研究

发布时间：2021-01-20 01:01

　　纤维增强聚合物复合材料（Fiber reinforced polymer,简称FRP）具有轻质、高强、耐腐蚀和耐疲劳等优点而逐渐成为土木工程领域的重要结构材料,并部分替代钢材用于结构的增强/加固/修复以及新建结构。碳/玻璃纤维复合材料杆发挥了碳纤维的高力学与耐腐蚀性能与玻璃纤维的低价格与高变形等优势而逐渐应用于预应力索锚结构。碳/玻璃纤维复合材料杆的锚固与恶劣环境耐久性能是影响其设计应用的关键问题。鉴于此,本文发展了针对碳/玻璃纤维复合材料杆的楔块-粘结复合型锚固系统,通过力学分析、有限元模拟及试验测试研究了锚固系统的应力传递机制,研究了复合材料杆在高温/高压/蒸馏水（盐水）耦合环境下的性能退化及其对疲劳性能的影响。本文的主要研究内容和研究成果如下:（1）纤维复合材料楔形锚固机理研究采用力学分析与试验手段揭示了纤维复合材料楔形锚固体系内部应力传递机理;对楔形锚固体系进行参数分析与优化,获得锚固体系的极限锚固承载力、锚固效率及破坏模式。研究结果表明:楔形锚固体系利用纤维复合材料与填充树脂间的化学粘结及物理挤压施加锚固作用,锚固区应力分布均匀,锚具内无滑移现象,纤维复合材料的拉伸性能得到充... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：192 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

FRP复合材料的拉挤制作过程

模以到达最终 FRP 制品的生产方法，如图 1-1、高纤维体积含量、生产效率高、制品性能稳熟的拉挤技术生产的 FRP 制品现已广泛的应用修复（FRP 板材）、混凝土梁/柱/板内部增强筋RP 索）以及桥梁桥面板等结构[71-74]。图 1-1 FRP 复合材料的拉挤制作过程Production process of FRP composites by pultrusion met

于 FRP 材料手糊法制备，其工艺如图 1-3 所示。首先将纤维布裁剪，放置于玻璃平板上；按比例混合树脂基体及固化剂并使用玻璃棒至树脂基体成流动状态；在玻璃板上铺一层 PVC 塑料膜，将搅拌涂抹至塑料膜中央处，同时在树脂上方铺上一层纤维布，并用塑料涂树脂，使树脂均匀的浸润至纤维布；重复上述步骤，堆叠第二层维布铺设完毕后，在纤维布顶层铺设一层 PVC 塑料膜，并用塑料脂内的气泡；最后在纤维布顶层盖上一块平整玻璃板，并在玻璃板的重物；将手糊法制备的 FRP 材料置于烘箱中进行固化。当采用 FR受损钢管[75]、约束混凝土柱[76, 77]以及加固/修复不规则截面的构件时方法，该方法具有易成型、施工方便及适用性广泛等特点。用真空灌注法生产 FRP 材料如图 1-4 所示。首先在玻璃板平铺上涂，并铺上纤维布、聚四氟乙烯薄膜、脱膜布；从两端将注胶管引入后，用密封胶带密封开口，一端注胶管伸入到树脂里，另一端连真胶；完成注胶后，两端注胶管用密封夹密封。采用此方法获得的 FR易成型、能耗低等特点。


本文编号：2988045