錨具的性能試驗和研究結論

圖1 粘結式錨具的破壞形式

 

試驗表明：對于單根CFRP筋粘結式錨具，其典型的破壞形式有滑移破壞以及拉斷破壞2種，其中以充分發揮了材料的抗拉強度的拉斷破壞為理想破壞形式；對于雙根壓紋CFRP筋粘結式錨具，其典型破壞形式是折斷破壞。粘結試件破壞形式如圖1所示。對于雙根表面壓紋CFRP筋粘結式錨具，其破壞形式均為折斷破壞，且在試驗中所觀測到的極限荷載平均值要小于單根粘結式錨具的極限荷載。其原因可以歸結為：在灌注RPC時，CFRP筋沒有完全按預期位置安裝，導致CFRP筋之間存在初始偏心，使得CFRP筋在使用荷載作用下不是單純的軸向受拉狀態，而是處于拉彎剪復合狀態；另外，雙根表面壓紋CFRP筋粘結試件的自由長度較短，這使得試件相對剛度更大，在荷載作用下對初始缺陷更加敏感；再次，CFRP筋的抗剪強度較低，使得錨固長度足夠大的單根CFRP筋和雙根CFRP筋的破壞形式不同，即單根CFRP筋為拉斷破壞而雙根CFRP筋為折斷破壞。

 

（2）表面形狀和錨固長度的影響

 

圖2 錨固長度與極限荷載的關系

錨固長度與極限拉力的關系曲線如圖2所示 。從圖2可以看出，對于單根壓紋CFRP筋，當其錨固長度為175 mm和250 mm時，極限拉力分別達到了186.36 kN和231.5 kN，效率系數分別為97.1%和120.6%，破壞形式為CFRP筋拉斷破壞，滿足錨具系統要求。試驗表明：在相同的條件下，壓紋CFRP筋與粘結介質之間的粘結性能比光滑CFRP筋的粘結性能要強得多。

 

圖3 錨固長度與平均粘結強度的關系

從圖2還可以看出，粘結試件的極限荷載均隨錨固長度的增加而增加。對于發生滑移破壞的普通粘結試件，錨固長度每增加25 mm，其極限荷載平均增量為32.87 kN；而對于發生拉斷破壞的普通粘結試件，極限荷載由材料的強度決定。對于發生滑移破壞的預張拉粘結試件，其極限荷載增量與普通粘結式錨具的極限荷載增量近似相等，而與預張拉力的大小無關；對于發生拉斷破壞的預張拉粘結試件，其極限荷載由材料的強度決定，而與預張拉力的大小無關。