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碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)具有强度高、重量轻、抗疲劳、耐腐蚀等优点,在制作预应力筋或拉索以及结构加固补强的领域中得到广泛应用。但是,碳纤维筋抗剪性能较差,抗挤压刚度不足,使得高强度碳纤维复合材料预应力筋或拉索的锚固问题变得异常困难。CFRP作为预应力材料,首先要解决的问题是锚固,其最终承载能力不是决定于于预应力筋本身的强度,而是锚具系统的锚固性能。 锚固碳纤维筋的粘结型锚具有三类:直筒型;内锥型;内锥+直筒型。本文通过对这三种类型的锚具工作时的受力分析,得出内锥+直筒形式的粘结锚具的受力性能更具优越性,并建议锚具前端(受荷端)应设置端堵,但端堵与灌注料之间宜预留一定的间隙和增加分离的螺套和加载前预紧。 静载试验:本文进行了单根CFRP在不同的粘结长度、灌注粘结材料和锚具的结构形式情况对其进行了静载锚固试验;对于7根的索股用内锥型、内锥+直筒型两种不同结构形式的锚具灌注环氧砂浆拌上铁砂作为粘结材料对其进行锚固,对于内锥+直筒型锚固试验分预紧与否进行加载试验。试验证明本课题所研究开发的锚具对CFRP筋具有良好的锚固性能,从试验的结果可以得出影响锚固碳纤维筋锚固系数的各种因素,为CFRP筋股粘结型锚具的改进提供经验。试验证明了本课题所研究开发的锚具对CFRP具有良好的锚固性能。 疲劳试验:对所研发的锚具通过预紧后,通过相应标准检测锚具的疲劳荷载性能、周期荷载性能,最后并验证了试件的残余极限承载力,证明了试件具有良好的抗疲劳了性能,能满足工程的实际需求。 论文最后对锚固CFRP筋的粘结锚具的进一步开发和研究提出了展望和建议。