纤维网主动加固系统研发及试验应用研究

发布时间：2020-04-18 10:12

【摘要】：为改善FRP加固材料强度利用率低的现状,配合预应力FRP加固混凝土梁的研究,本文设计了一套纤维网主动加固施力系统,并首先对其张拉端和锚固端几何参数及工作应力进行了概念设计;其次,通过有限元分析对该装置进行了参数优化,如分离式楔形夹具中楔块的长度、锚固区混凝土螺栓的种植深度、螺栓的个数以及滑移量最小的锚固方式;再次,采用自主研发的双面张拉装置进行了锚固端可靠性试验,通过不同滑移量及荷载加载量的对比确定了波形锚具内部微齿形状及锚固区合理的锚固方式;最后,采用该加固系统进行了模型梁应用试验验证。通过以上研究得到以下结论:(1)自主研发的纤维网主动加固系统由张拉端和锚固端组成,概念设计阶段给出了张拉端、锚固端各个部件的基本尺寸,并通过力学计算给出了分离式楔形夹具的倾角为2度,波形锚具夹片中波形的个数为12个;(2)通过有限元分析确定了楔形夹具中楔块的长度为100mm,确定了不同等级混凝土在不产生损伤的前提下所需的最小螺栓埋置深度和单层、双层张拉所需螺栓的个数(分别为4个,6个),给出了不同锚固方式下纤维网在锚具内的滑移量值;(3)采用自主开发的双侧张拉装置进行了锚固端可靠性试验。通过不同滑移量和加载量的对比得出夹片内部波形微齿比三角形、直角形的锚固效果要更为有效。张拉单层纤维网的合理锚固方式为C,双层锚固方式为F。试验结果基本与有限元分析结果一致;(4)针对于主动加固系统提出了一套完整的PTRM加固钢筋混凝土梁施工工艺;(5)通过钢筋混凝土矩形梁上反拱试验,得出采用手动(人力)施加预应力的方式是可行的。试验梁跨中的反拱度和应变试验值与理论值误差在10%以内,再次证明本文研发加固系统的有效性和计算公式的正确性;(6)通过模型梁应用试验验证,在弯曲极限荷载破坏后,主动加固系统仍保持完好,并且纤维网的预应力损失较小;(7)应用本文研发的预应力纤维网主动加固施力系统能显著提高梁的开裂和屈服荷载。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.72

【参考文献】

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本文编号：2631987