夹板式CFRP筋单孔锚具静力性能研究

摘要

针对传统钢制夹片锚具引发的界面局部径向应力集中现象，设计一种适用于碳纤维增强复合材料（CFRP）筋的夹板式锚具。通过静载张拉试验，研究螺栓总预紧力和楔块长度对锚具锚固性能的影响，测试并分析锚具的极限荷载、破坏形式及锚固效率；此外，利用BP神经网络对试验数据建模，分析CFRP筋抗拉强度、直径，夹板长度及螺栓总预紧力等关键参数对锚具极限荷载的影响。结果表明：当螺栓总预紧力为180～220 kN时，CFRP筋有发生滑移破坏的趋势；220～260 kN为滑移破坏与拉断破坏的过渡区间；当总预紧力为260～340 kN时，CFRP筋倾向于发生理想的拉断破坏；而当总预紧力为340～400 kN时，CFRP筋倾向于发生剪切破坏，340 kN左右是试件拉断破坏与剪切破坏的过渡区间；端部劈裂并添加长度为17 mm的三棱柱钢楔块可提升试件持荷稳定性，延缓剪切破坏的发生；极限荷载最高可达117.1 kN,锚具效率系数最高可达101.5%;归一化输出数据的MSE为0.025,决定系数R²为0.91,极限荷载的神经网络预测值与试验值之比P_p/P_u的平均值为0.97,验证了预测模型的高精度。

关键词

CFRP筋 / 夹板式锚具 / 锚固性能 / 静力试验 / 神经网络