预应力碳纤维板夹片式锚具的设计与优化.doc

预应力碳纤维板夹片式锚具的设计与优化预应力碳纤维板加固混凝土结构技术作为一种主动加固方法,是当前比较先进的混凝土结构加固技术;同时,预应力碳纤维板加固技术的优势明显,在实际工程中的应用前景十分广阔。目前,国内关于预应碳纤维板加固混凝土结构方面的研究工作才刚刚开始,对预应力碳纤维板加固混凝土结构技术的研究具有重要的社会效益和巨大的经济效益。其中,预应力碳纤维板夹片式锚具是保证预应力碳纤维板加固效果的一项关键环节,通过对预应力碳纤维板夹片式锚具展开深入的研究,设计和优化出一款安全的、适用的、稳定的预应力碳纤维板夹片式锚具,可以有效地推动预应力碳纤维板加固技术在实际工程中的推广和应用。因此,本文主要从以下几个方面对预应力碳纤维板夹片式锚具展开研究:(1)预应力碳纤维板夹片式锚具的锚固原理;预应力碳纤维板夹片式锚具锚固过程中预紧组装阶段的受力分析、预紧卸载阶段的受力分析以及张拉锚固阶段的受力分析;预应力碳纤维夹片式锚具中锚板和楔形夹片的尺寸设计研究。(2)运用有限元分析软件ANSYS建立适用的预应力碳纤维板夹片式锚具组装件的有限元分析模型,并进行有限元分析;研究预应力碳纤维板夹片式锚具组装件整体、锚板、楔形夹片以及碳纤维板的有限元分析结果,确定预应力碳纤维板夹片式锚具组装件在锚固状态下各部分的应力分布和变形情况。(3)研究利用性价比更优的球墨铸铁替代目前广泛使用的40Cr制造锚板;对预应力碳纤维板夹片式锚具的倾角角度差进行优化,确定最合适的角度差;优化楔形夹片的顶面形式,将楔形夹片的顶面形式由平面形式优化为弧面形式。通过以上研究工作可以有助于理解预应力碳纤维板夹片式锚具的工作机理和受力特点,为设计和优化预应力碳纤维板夹片式锚具提出了新的思路和方法,提高预应力碳纤维板夹片式锚具的锚固效率,有效地促进预应力碳纤维板加固混凝土结构技术在实际工程中的推广和应用。