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玄武岩纤维布加固钢管预应力试验研究与机理分析

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1 绪论

1.1 背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要工作

2 预应力张拉锚固一体式锚具设计

2.1 锚具的设计

2.2 预应力锚具加固的工作原理

2.3 锚具主要构件设计公式

2.4 锚具试制

2.5 本章小结

3 预应力张拉锚固一体式锚具测试试验

3.1 锚具预应力施工工艺

3.2 试验准备

3.3 试验数据及试验分析

3.4 本章小结

4 预应力张拉锚固一体式锚具的预应力损失与失效模式研究

4.1 摩擦力损失

4.2 锚具损失研究

4.3 纤维布的松弛损失

4.4 预应力纤维布的破坏特征

4.5 本章小结

结论与展望

本文主要结论

本文创新点

后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位论文期间发表的学术论文及研究成果

附录

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摘要

预应力FRP加固钢管能够解决 FRP应力滞后的问题,能够提高FRP材料强度的利用率;但对于预应力FRP加固钢管线技术,环向预应力施加与锚固是急需解决的重要问题,预应力损失情况的研究也是预应力 FRP加固技术的关键之一。因此,很有必要对FRP预应力张拉装置进行专门研究。本文基于FRP加固金属管线的力学性能,开发设计了一种新型的 FRP环向预应力张拉锚固一体式锚具,建立了预应力FRP加固钢管的施工工艺,并进行了预应力张拉与锚固性能试验。结果表明,该预应力锚具能够有效的对纤维布进行预应力的张拉与锚固。
  同时,针对本文提出的新型预应力张拉锚固一体式锚具,结合预应力FRP加固混凝土结构的预应力损失理论,对预应力张拉锚固过程中造成的摩擦损失、锚具损失、松弛损失的产生机理进行分析。通过弹塑性力学平面应力解法以及摩擦损失试验研究,建立摩擦损失后纤维布内力的分布规律;基于锚具损失试验与松驰损失试验的分析,得出前80min存在锚具损失,锚具损失与螺栓的锁紧程度相关,并得到纤维布松弛损失随时间的变化规律以及松弛损失百分比。最后,分析了预应力锚具张拉过程中,无环氧树脂粘结的纤维布的破坏特征;为今后预应力FRP加固钢管理论提供了参考。

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