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                    密度板受力的不均匀性试验研究

                    出自: 密度板 发布时间:2018-12-11 已被浏览:138次

                    预应力碳密度板加固技术是一种发展潜力很好的方法,也是当前工程加固技术和试验研究的热点。现在常用的 碳密度板加固技术是在桥梁上部结构?#31243;?#30899;纤维布,这种方法为被动张拉法,往往在结构破坏时,碳纤维?#23478;仓?#26159; 张拉了很少一部分,对材料造成了一定的浪费。通过预先给构件施加一定的预应力不但能够减小构件本身的裂缝宽 度,而且可以承担构件本身的一定的恒载,也可以充分发挥出碳密度板的极限张拉力,波形锚的发明很好的解决了 锚具锚固力不足的问题,但碳密度板的不均匀?#21248;?#26159;我们需要解决的问题。

                    0、引言

                    在预应力碳密度板的张拉受力过程中,容易形成不均匀受 力,为了研究这种不均匀的形成及其对碳密度板强度的影响,进 行了以下试验研究。

                    1、预应力碳密度板张拉工艺

                    利?#35980;?#24418;锚具迫使碳密度板与波形锚具相吻合,使密度板在上下锚具板?#36153;?#19979;被迫几何伸长为波形锚一样弧度,从而锚具 与碳密度板相互咬合在一起,能够很好的提供锚固力,用此方法 对碳密度板进?#24615;?#24352;拉。

                    2、CFRP板及张拉试验结果

                    2.1 CFRP板材张拉试验

                    在以往我们做过的大量的CFRP板材张拉破断试验中,在锚 具能提拱足够大的锚固力情况下,张拉的CFRP板总是由边缘的 纤维丝先行破坏,然后随着边缘碳纤维丝的破坏,整个碳纤维 板的受力面积就逐渐变小,剩余的碳纤维丝所要承受的应力就逐 渐变大了,破坏程度就从边缘逐渐向中间靠近,且最先开始破坏 的部位总是在锚固端附近。

                    2.2 试验过程

                    试验在钢材张拉台上进行,CFRP锚固系统采用的是波形锚 具,这?#32622;?#20855;可以提供足够大的锚固力,张拉试验前,需要调试 张拉系统?#21248;?#20445;CFRP板轴心受力,尽可能使得CFRP板材远离端 部的同一截面应力分布均匀,以减小偏心受拉对试验数据结果的 影响。碳密度板在两端及中部?#31243;?#24212;变片,为A、B、C截面,每 个截面5个应变片。

                    3、试验结果及分析

                    3.1 横向A截面、B截面、C截面结果分析

                    数据图表如下:

                    图中横坐标为测点应变片编号,纵向坐标为应变值。从图1、 图2、图3各个截面的数据比较可以看出,在锚具张拉出口端附近 的A截面与C截面,边部纤维应力与中部纤维应力应变差较大,对 3个截面的数据进行分析,靠近锚具端的A、C截面应变差总是会 大于中间B截面应变差,而B截面边部纤维与中部纤维的应变值差 基?#31350;?#24573;略不计,也就说明了在远离碳密度板锚固处附近之后, 截面应力分布就趋近于均匀,锚具端的?#27492;?#25928;应分影响布就可以 忽略不计了。

                    3.2 纵向各个截面结果分析

                    数据图表如下:

                    如上图4、图6所示: 1号、5号应变片、11号、15号应变片 应力比中部应力大,这表明锚固端对锚固区有一定的影响,当力 达到180KN时,两端的应力比中部的应力明显大一些。也表明力 越大,端部影响就越大。这也近一步说明在锚具张拉出口端附近 CFRP板的应力分布较为复杂,应力分布并不像远离边界部位的 应力那样分布均匀。图5所示,该截面上应力分布较均匀,应变差 基?#31350;?#24573;略不计,表明中心截面受碳纤维边缘和锚具端附近影响 较小,能充分发挥出中部碳密度板的性能。

                    4、结语

                    本文通过试验研究,可得到如下结论:

                    (1)CFRP板张拉试验表明,在锚具有足够的锚固力的情况 下,碳密度板的断裂总是先?#29992;?#20855;端部碳密度板两边缘处开始, 然后在逐渐向中间方向移动,一但碳密度板边缘受到破坏,它的 ?#24615;?#33021;力就很难在提高了。

                    (2)从CFRP板张拉数据结果可以看出,锚具端部影响不均 匀性大概在板宽1-2倍范围。

                    (3)CFRP板张拉试验结果表明,碳密度板在受拉过程中应 变与力完全呈线性关系。

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