预应力碳纤维板锚具试验研究
黄竞强”，李东彬”，赵基达”，徐福泉”
（1.中国水电顾间集团成都胎测设计研宽院，国川成都610072;2.中国建筑科学研宽院，北京100013）
[摘要】目前，纤维材料已广泛应用于工程结构加固中.采用预应力碳好维板加固受弯构件，可以充分发挥碳纤维 板材料的强度，提高结构的正常使用性能和极限承获能力.合理可靠的碳纤维板销具的开发，是预应力碳纤维板加固技术工程应用的前提.对6种不同类型共计18个碳纤维板错具组装件进行了错园试验.通过分析试验结果，得出碳纤维板银国失效的机理和影响碳纤维板错具性能的因素，成功研制出网种能结夹持式碳纤维板错具.
[关键调】预应力：碳纤维板；储具
[中图分类号]TU647.5 [文慰标识码】A [文章编号]1002-8498（2010)02-0096-03
Experimental Research on Anchorage for CFRP Plate
Huang Jingqiang' Li Dongbin² Zhao Jida? Xu Fuquan21. Chengds Hdrorierie Inestigtin & Design Innite ef SPC Cbgds Sichn610072 China; 2. Chine Aedmy of Bsilding Reserch Beijing 100013 Chins)
jo e p o r o d o o od Abstract;At present FRP material hes been widely used in structure engineering Prestresed CFRPapplication of prestreseed CFRP plate. The experiments have been carried out on six different types ofmechanism of the CFRP plate anchorage and influenee fnctoms of enchorage performance are gzined. CFRP plaste-anchorage devioe with a total of eighteen. Through analysis of experimental results the failureBased on the experimental results two kinds of CFRP anchorages could be used in enginering.Key words:prestress; CFRP plate;anchornge
建筑结构随着使用时间的增长导致老化，因为使方案A碳纤维板与钢板单面黏结，黏结长度分别为与钢板的贴结性能试验表明，碳纤维板与钢板单面结的极限霜结荷载随新结长度的增加略有增加，黏结力只有14-22kN，仅为其极限拉断力的10%：板与钢 板双面薪结的黏结力只有30kN，不到其极限控断力的20%.据此得出结论：发挥碳纤维板的高强度优劳，仅靠粘结铺固是不够的.
用功能的改变，工程质量存在间题、受自然灾害等原50、100、150.200.250mm.②方案B碳纤维板与钢板因需要补强加图.传统的加固方法主要有：加大截面双面黏结，输结长度分别为50、100、150mm.碳纤维板 法、外包钢加固法、外部粘加周法、预应力加固法、增设支点加固法、裂缝修补法以及喷射混截土加固法等.
近年来，纤维材料加固混凝土结构技术发展遇速，并以其独特的优势在加圆工程中得到广泛应用.碳纤 维增强要料具有较高的领度，但弹性模量与钢材相近，其强度的发挥以变形为代价，因西其高盛度很难得到充分发挥，且不能很好地控别加固结构正常使用状态 下的变形和裂缝.采用预应力碳纤维加图可很好地解决上述问题.由于碳纤维板强度很高，且表面光滑，其抗压、抗剪强度很低，因此，采用传统工艺对其进行锚固比较困难.基于此，本文进行了碳纤维板错固技术 的试验研究，并开发了碳纤维板的错固装置.
力夹持混合的错尚措施.即通过碳纤维板与得板的霜 在有关试检研究的基础上，采用了树脂鞋结与压结和进一步采用螺栓施加横向压力来提高对碳纤维板
1试验方案
试验中采用两种试验方案，共9组26个试件.①
万方数据
的错因能力.此种错固工艺综合了夹持式和點结式锚具的优点，既不会损伤材料，避免应力集中，又可以提 供较大的铺固力.
全固化后，再柠紧内侧紧固螺栓，施加预压力.
个紧因螺栓和4个预紧螺栓，试件如图2所示. 试件L-12的碳纤维板错固长度为250mm，共有12
2试验方法
2.1试件设计
碳纤维板采用国产CFRP板，厚度1.4mm，宽度50mm，材料截面尺寸50mmx1.4mm；抗控强度2200MPs；弹性模量151GPa；伸长率1.7%；极限抗拉力154kN.设计了6种类型、共18个错具组装件，试件 参数如表1所示.黏结胶采用金享田JCT-7型胶和爱牢达XH111黏结剂，钢板采用Q235.紧国螺栓采用4.8级M10普通螺检.
图2试件构造示意Fig.2 Tbe detall structure of specimens
试件LQ-12尺寸同试件L-12.在试件制作时，为了克服CFRP板表面平整光滑、不易错固的缺点，先在CFRP板错固都分上、下表面粘贴一层厚度为0.167mm 碳纤维布，再在碳纤维布表面制造一定的粗糙面，待胶体固化后，再进行错具试件制作.
Table 1Parameters of specimens 表1试件参数
试件 RT 度/m 黏结长 /mm 制作工艺试件数量16 6 120 无加 3LY4 6 5 120 压影结 加压加版 3L-12 12 250 碳布包 彩站 3LQ-12 6/中间 12 8 150 高CFRP板 3K6 打孔 8 185 鞋结 3KQ-6 6/中间 185 表CFRP 张 布包 3
面4个家固螺栓布置在CFRP板两侧，后面2个紫因螺 试件K6其有6个紧固据栓和2个预紧螺栓.前栓通过在CFRP板中间打孔，对碳纤维板直接施加预2b所示. 压力，提高错固能力，减小错具尺寸.试件尺寸如图
试件KY-6的尺寸与试件K6相网，不同在于采用试件LQ-12的制作工艺，野在碳纤维板错因部分上、下表面先粘贴一层碳纤维布之后，再与错板點结在一起.
2.2加载方案
加载装置采用W/机.采用分级加载，加载 AW-2000流压伺服试验速率为500N/s，每级荷载5kN，持荷1min.在碳纤维板自由部分两面粘贴 长度为5mm的电阻应变片，通过YE2539高速静应变.加载装置如图3 态应变仪测量碳纤维板所示.
试件L6如图1所示，其前端固部分设有6个紧因螺栓及4个预紧螺栓孔.紧固螺栓用于对碳纤维 板施加横向压力：黏结时用预紧螺栓对CFRP板进行加压黏结.试件后部为试验时的夹持部分.为减少试50mm的夹持力扩散区域.CFRP板在夹持力扩散区 验机夹头夹紧力对错具错固性能的影响，设置长度为城的前喻断开，夹持部分采用同等厚度的CFRP板粘贴.试件L6在粘贴碳纤维板时，不安装预紧螺检，即不进行加压临结，待整结树脂完全固化后，用紧固螺 检施加预压力.
Fig.3 Loading device 图3加载装置
3试验结果分析
对6种类型，共18个碳纤维板铺具组装件进行了控断试验，结果如表2所示.
由表2可知，采用各种错围猎施后，极限荷截明显提高，其中，试件L-12、LQ-12、K-6及试件KQ-6破坏 形态均为碳纤维板控断，且试件L-12及试件K-6的板限荷载已经达到材料理论拉断力的90%以上，基本可以满足碳纤维板错目的要求，主要归纳如下.
Fig.1The detail structare of L-6 specimea 图1试件L6构迪示意
试件LY6与试件L6尺寸相网，在粘贴碳纤维板时，先拧紧两侧4个预紧螺检，加压新结，待7d胶体完
1）试件L-6制作时无加压黏结，破坏形态为CFRP板滑出，极限荷载平均值仅为38.7kN.
万方数据
表2试验结果
Table 2 Experimental results
试件编号 平均值/ 破坏形态R/LN 43.0 新力的 比值/% 27.9 38.7 kN CFRP板册出L6-2 L6-1 39.0 25.3 CFRP 板滑出LY6-1 163 34.1 89.5 22.2 58.1 73.4 CFRP 板册岛 CFRP 板出LY62 LY63 65.3 65.3 42.4 42.4 CFRP 板滑出 CFRP板滑品L-42-4 L-12-2 173.2 177.9 100.0 100.0 166.2 CFRP板拉断 CFRP板拉断LQ-12-1 L-12-3 147.6 102.5 96.8 66.6 106.1 CFRP 板拉断 CFRP板拉断LQ-12-2 92.7 60.2 CFRP板拉断 CFRP板拉断LQ-12-3 K-6-1 123.0 144.0 666 93.5 144 0 CFRP板拉断K6-2 K-6-3 149.0 139.0 96.8 90.3 CFRP板拉断 CFRP 板拉断KQ-6-1 KQ-6-2 115.8 104.4 67.8 75.2 108.9 CFRP板拉断 CFRP板拉断KQ-6-3 106.5 69.2 CFRP板拉断
2）试件LY-6鞍坏形态也是CFRP板滑出，但是经过加压贴结后，其极限承载力得到大幅提高.极限荷 载平均值为73.4kN，比试件L6提高了90%.显然，加压黏结是提高粘结强度的有效措施.试验中发现，由于钢板太薄，洲度不够，螺栓施加预压力后造成钢板 弯曲变形中间般起，影响了错固效果.
3）试件L-12采用12个紧固螺栓，对碳纤维板进行有效错固，其破坏形态为CFRP板拉断，CFRP板达 到其极限强度，平均极限荷载为166.2kN.
碳纤维板的控断位置全部位于试验机夹持端前部，控断截面呈现均匀锯齿状，整个截面全部断裂，说限强度. 明碳纤维板截面受力均匀，纵向纤维几乎同时达到极
4）试件LQ-12尺寸网试件L-12，试件制作时先在CFRP板锚固部分上、下表面粘贴一层碳纤维布.试件 碳坏状态为CFRP板拉断，其平均极限荷载为106.9kN，仅达到CFRP板极限荷载的69%.试验中，完全断裂.其原因可能是试验时对中精度不够，造成 试验机夹头前喘的CFRP板拉断碳坏，但CFRP板为不CFRP板不均勾受控.此外，由于粘贴了一层碳纤维布，多一道施工工序，同时也多一层界面，可能会对最 终的破坏状态产生影响.选一步观察错具内部，错具内CFRP板未发生滑移，CFRP板一碳纤维布界面粘结良好.
CFRP板，试件装坏形态为CFRP板拉断，平均极限荷 5）试件K6采用6个螺栓以中网打孔方式锚固
4结语
参考文联：
载144kN，达到CFRP板板限荷载的93.5%.试验证 明，在碳纤维板后部中线处打孔并用螺栓紧图，可以对CFRP板施加夹持力，提高了错固力.由于CFRP板后部受力减小，因打孔造成的CFRP板截面削弱，不会影响错具的错固效果.
6）试件KQ-6尺寸同试件K6，试件制作时先在CFRP板错目部分上、下表面粘贴一层碳纤维布.试件的破坏状态为试验机夹头前部碳纤维板不均匀控断. 试件平均极限荷载为108.9kN，达到CFRP板板限荷载的71%.进一步观察，储具内CFRP板未发生滑移，CFRP板一碳纤维布界面點结良好.
本文进行了6种不同类型，共计18个碳纤维板错具组装件的试验，主要研究结论如下.
用预紧螺栓进行加压，可以有效地提高钢板对CFRP 1）碳纤维板与钢板间采用结构胶黏结基础上，采板的错固能力.
小弯曲变形，提高错固效果. 2）碳纤维板储具的钢夹板应具有一定那度，以减
3）试件L-12及K-6均能满是碳纤维板的铺固要求，可根据实际需要选用.
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