灌浆缺陷对接头高应力反复拉压和大变形反复拉压性能影响的试验研究

针对12组36个适用20mm钢筋直径的套筒接头试件,通过对中单向拉伸试验、高应力反复拉压试验和大变形反复拉压试验,研究了灌浆缺陷及补灌处理对套筒接头受力性能的影响。研究结果表明：端部灌浆缺陷长度不超过钢筋锚固长度8d(d为钢筋直径)的20%时,缺陷对套筒接头的单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压性能均没有明显不利影响;注射补灌技术具有可靠性,可用于灌浆缺陷处理;套筒中部钻孔直径不超过12mm时,钻孔不会影响套筒接头的单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压性能。     

早期振动对钢筋套筒灌浆连接受力性能影响的试验研究

钢筋套筒灌浆连接作为装配式混凝土建筑中竖向钢筋的主要连接方式得到广泛应用,但灌浆料凝固期内,振动环境对钢筋套筒灌浆连接性能影响的研究很少.为研究早期振动对钢筋套筒灌浆连接性能的影响,对其进行了试验研究.试验制作了15组试件,对3组钢筋直径20mm、振幅0.3mm、频率2Hz的连接试件进行单向拉伸试验、高应力反复拉压试验和大变形反复拉压试验,对其他12组试件进行单向拉伸试验.试验结果均为接头外钢筋拉断破坏,接头连接性能满足规范要求.试验表明不同振幅时,连接试件的荷载-变形曲线大致相同,连接试件的极限变形随振幅增大略有增加;振动频率的变化对连接试件的受力性能影响很小;相同应力条件下,大直径钢筋的连接试件变形大于小直径钢筋.试验的振动加载方式引起了连接钢筋在套筒内偏置,但在此偏心的不利影响下,套筒灌浆连接试件性能仍满足规范要求.     

装配式混凝土结构钢筋套筒接头拉压试验研究

通过模拟装配式混凝土结构钢筋套筒接头抗反复拉压破坏的对比试验方法,提出了一种新型的接头连接技术,将套筒与钢筋混凝土进行组合,形成一种整体性良好的新型钢筋套筒灌浆连接接头。通过对钢筋套筒连接接头进行高应力反复拉压试验和大变形反复拉压试验得出:新型钢筋套筒连接接头在大变形和高应力反复拉压的情况下,抗压强度随钢筋直径的增大而出现的变化趋势一致;大变形情况下,钢筋残余变形μ_4和μ_8随钢筋直径的增大而呈现出相近的走势;研究发现,钢筋公称直径为14 mm时,力学性能优越且钢筋利用率高。     

高强钢筋机械连接接头力学性能的试验研究

应用40Cr合金钢通过制作钢筋套筒,用于500,600 MPa级高强钢筋连接。通过试验研究了接头的单向拉伸性能、高应力反复拉压性能和大变形反复拉压性能。试验结果表明:研发的500,600 MPa级高强钢筋专用连接接头,强度和变形性能均满足JGJ 107—2016《钢筋机械连接技术规程》规定的Ⅰ级接头要求。随着高强钢筋在我国的不断推广,40Cr合金钢套筒的应用前景将十分广阔。     

加载方式和锚固长度对钢筋套筒灌浆连接性能影响试验研究

考虑三种加载方式(重复拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压)与锚固长度(6.5d、7d、8d)对接头连接性能的影响,对40个试件进行拉伸试验,研究其破坏形态、力-位移关系曲线、应变分布等,分析该连接试件的约束机理与灌浆料裂缝开展过程,确定其光滑段与变形段的应力分布及钢筋临界锚固长度。结果表明:试件破坏模式包括钢筋拉断和螺纹端钢筋拔出破坏;循环荷载作用下,接头刚度退化严重;随钢筋锚固长度减小,试件耗能能力减小。套筒表面纵向与环向峰值应变位置和光滑段与变形段的黏结应力分布受钢筋锚固长度影响显著。钢筋直径为12 mm和20 mm的试件临界锚固长度分别为5.42和5.48倍钢筋直径。     

新型超高强钢筋连接套筒的性能试验与研究

将多种规格的600 MPa级高强热轧钢筋与直螺纹套筒相结合,基于4种直径的高强钢筋与套筒共45个试件的组合试验成果,得到套筒在钢筋机械连接方式下的单向拉伸试验、高应力反复拉压试验及大变形反复拉压试验各阶段性能的表现数据,相关数据均可满足规范规定。同时,将相同直径高强钢筋采用普通与新型套筒连接的试验结果进行了对比。性能试验的结果可为完善钢筋机械连接计算理论、修订结构设计、推广高强钢筋等技术应用提供参考依据,实现可持续发展。     

半套筒灌浆连接的性能检验与施工技术

套筒灌浆连接作为装配式建筑中钢筋的主要连接方式得到广泛应用,其中半套筒灌浆连接采用螺纹连接与灌浆连接共同作用的方法,能够有效减少灌浆料用量并加快施工速度。通过对GT4型钢筋半套筒灌浆接头进行单向拉伸试验、高应力反复拉压试验、大变形反复拉压试验,证明该型套筒灌浆接头能够满足相关标准中I级接头所规定的强度及变形性能要求,可用于装配式建筑施工。同时对半套筒灌浆连接施工工艺及灌浆饱满度检查方法进行要点总结,对于该技术能够安全有效应用于装配式混凝土结构连接节点提供了参考。     

灌浆饱满度对钢筋套筒灌浆连接接头力学性能的影响研究

论文利用设计的一种精确控制灌浆饱满度的方法,制作不同灌浆饱满度两种型号的钢筋套筒灌浆连接接头试件,分别进行对中单向拉伸、偏置单向拉伸、高应力反复拉压以及大变形反复拉压等四项试验。研究结果表明,钢筋不偏位条件下,当灌浆饱满度到达70%时,其接头的对中单向拉伸强度、反复拉压后的变形性能和极限抗拉强度能符合要求;钢筋偏位条件下,当灌浆饱满度到达80%时,其接头的单向拉伸强度才能符合要求。此研究成果可为工程质量的处理提供参考。     

页岩陶粒混凝土预制构件钢筋浆锚连接性能试验研究

为了验证页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋采用浆锚连接的适用性和可靠性,对采用该连接形式的钢筋连接试件分别进行了单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压试验,分析页岩陶粒混凝土强度和钢筋搭接长度对其连接性能的影响。试验结果表明:所有试件纵筋均未出现滑移,试件的最终破坏均为接头外钢筋被拉断或屈服;采用浆锚连接的钢筋搭接长度不宜小于1.0laE;当钢筋搭接长度大于等于1.0l_(aE)时,随着页岩陶粒混凝土强度的增加,试件接头的极限抗拉强度有所提高。在满足规定的构造要求下,钢筋浆锚连接形式可用于页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋的可靠连接。     

高应力反复拉压作用下钢筋套筒灌浆连接性能试验研究

为研究钢筋套筒灌浆连接接头在地震作用下的连接性能,提高钢筋套筒连接接头的可靠性,设计并制备了钢筋直径25、28 mm的钢筋套筒灌浆连接接头,通过高应力反复拉压试验,研究了钢筋套筒灌浆连接接头的破坏形态、连接性能、循环荷载对灌浆料的损伤情况,以及灌浆套筒应变分布等。试验结果表明:钢筋锚固长度约为8倍钢筋直径时,钢筋套筒灌浆连接接头的破坏形态均为钢筋拉断破坏,其强度可等同于同型号钢筋的抗拉强度,但套筒端部的灌浆料损伤严重,其损伤深度约占套筒总长度的8%,接头的屈服位移明显小于同型号钢筋的屈服位移。高应力循环作用对钢筋套筒灌浆连接接头连接性能影响不明显。采用屈服比、强度比、延性比和承载力能力利用比等指标对不同型号的钢筋套筒灌浆连接接头的连接性能进行评价,结果表明:钢筋套筒灌浆连接接头的屈服比和强度比均大于1,延性比均大于4,但是钢筋直径25 mm的钢筋套筒灌浆连接接头的承载能力利用比仅为51%,可对其进行优化以降低接头对构件抗震性能的影响。     

单向拉伸荷载下堆焊成型套筒灌浆连接性能试验研究

为研究套筒灌浆连接的力学性能、工作机理以及套筒内腔构造参数对其力学性能的影响规律,采用堆焊成型套筒及开槽钢筋制作了 21个不同参数的接头试件,并进行单向拉伸试验.结果表明:试验范围内接头试件钢筋临界锚固长度在5d和6d(d为钢筋直径)之间,锚固长度小于临界锚固长度时,钢筋发生刮犁式拔出破坏,大于临界锚固长度时,钢筋发生...     

高应力反复拉压作用下钢筋套筒灌浆连接性能试验研究

为研究钢筋套筒灌浆连接接头在地震作用下的连接性能,提高钢筋套筒连接接头的可靠性,设计并制备了钢筋直径25、28mm的钢筋套筒灌浆连接接头,通过高应力反复拉压试验,研究了钢筋套筒灌浆连接接头的破坏形态、连接性能、循环荷载对灌浆料的损伤情况,以及灌浆套筒应变分布等。试验结果表明：钢筋锚固长度约为8倍钢筋直径时,钢筋套筒灌浆连接接头的破坏形态均为钢筋拉断破坏,其强度可等同于同型号钢筋的抗拉强度,但套筒端部的灌浆料损伤严重,其损伤深度约占套筒总长度的8%,接头的屈服位移明显小于同型号钢筋的屈服位移。高应力循环作用对钢筋套筒灌浆连接接头连接性能影响不明显。采用屈服比、强度比、延性比和承载力能力利用比等指标对不同型号的钢筋套筒灌浆连接接头的连接性能进行评价,结果表明：钢筋套筒灌浆连接接头的屈服比和强度比均大于1,延性比均大于4,但是钢筋直径25mm的钢筋套筒灌浆连接接头的承载能力利用比仅为51%,可对其进行优化以降低接头对构件抗震性能的影响。     

钢筋套筒挤压搭接连接叠合次梁-主梁连接节点受力性能试验研究

为研究后浇段设置在次梁端与主梁侧面之间、叠合次梁预制部分纵筋采用套筒挤压搭接连接的叠合次梁-主梁连接节点的受力性能,进行了1个端节点和1个中节点试件在次梁悬臂端竖向荷载作用下的静力试验。研究结果表明：次梁受压、受拉纵筋套筒挤压搭接接头可有效传力,套筒没有出现裂纹,钢筋没有发生滑移;次梁预制混凝土与后浇混凝土结合面未见破坏,次梁的破坏形态为固端一倍梁高范围内类似深梁的斜截面弯曲破坏,可以采用“拉-压杆”模型解释次梁的受力机理、截面应变分布;次梁的实测承载力与《混凝土结构设计规范》正截面受弯承载力预测值的比值平均为1.37,与“拉 压杆”模型承载力计算值的比值平均为1.09。     

高温后套筒灌浆连接受力性能试验研究

套筒灌浆连接已发展为预制混凝土结构钢筋连接的主要方式,但其在高温作用后循环荷载作用下受力性能的研究仍有待深入。为此,针对钢筋直径为20mm的36个套筒灌浆连接开展高温后受力性能试验研究,设置常温、200℃、400℃、600℃等四种历经温度作为试验变量,采用单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压等三种加载工况。结果表明：升降温过程中高强灌浆料未出现爆裂现象;连接极限荷载随温度下降但是降低幅度最大不超过7.6%;当经历最高温度不超过400℃时,发生套筒外钢筋断裂失效,而经历最高温度为600℃时,发生钢筋与灌浆料黏结滑移失效;当经历最高温度为600℃时,套筒中部仍然保持弹性状态;采用屈服比(不小于1.0)、强度比(不小于1.25)与延性比(不小于4.0)评价套筒灌浆连接性能,其相应取值分别为1.2～1.3、1.4～1.6、8.2～18.7。此外,基于套筒灌浆连接材料组成与受力特征的分析,认为其可能的失效模式为套筒外钢筋断裂、钢筋与灌浆料黏结滑移两种形式之一,且承载力取决于二者之间的较小值。     

钢筋套筒挤压连接装配整体式梁柱中节点抗震性能试验研究

为研究钢筋套筒挤压连接的装配整体式叠合梁-预制柱中节点的抗震性能,进行了2个装配整体式中节点和1个现浇中节点试件的拟静力试验,观察其破坏现象,研究其滞回性能、承载力、变形能力及钢筋应变发展过程。结果表明：所设计的核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏节点均实现了预期的破坏形态;核心区剪切破坏的装配整体式梁柱节点与现浇对比节点的破坏过程、裂缝分布基本一致,滞回曲线、承载力、刚度、变形、耗能等性能指标基本相同;核心区剪切破坏、梁端弯曲破坏的装配整体式梁柱中节点的承载力试验值与相应的规范公式计算值的比值分别为1.62、1.31,等效极限层间位移角分别为1/26和1/27;试验结束后,凿开混凝土发现套筒没有出现裂纹,钢筋在套筒内未见滑移,套筒挤压接头可有效传递钢筋拉、压力。     

钢筋套筒灌浆连接件的力学性能

对20个套筒灌浆连接件进行单轴拉伸试验,研究了套筒种类、锚固长度和钢筋直径对套筒筒壁应变的影响。采用ANSYS Workbench有限元软件,以钢制套筒连接件为原型进行建模分析,对比了试验和有限元模拟得到的钢筋应力-筒壁应变曲线。采用相同的建模方法建立了2种规格的钢制套筒连接件模型,通过模拟试件的单轴受拉试验研究了净距改变对套筒筒壁应变的影响。结果表明:钢筋直径和锚固长度相同的钢制套筒与铸铁套筒对比,其筒壁应变在相同钢筋应力水平下较小; 当套筒材质、钢筋直径相同时,连接锚固越长的试件具有越小的筒壁应变值; 以连接钢筋直径作为变量时,连接钢筋越粗的试件其筒壁应变值越大; 模拟的曲线可以反映出试件的破坏过程,可以较好地表现出筒壁测点的应变实际发展,证明有限元方法能够有效模拟套筒灌浆连接件单向拉伸状态下的受力状态; 在相同拉力水平下,净距大的连接件筒壁部分的筒壁应变较小。     

变形灌浆套筒连接性能试验研究及有限元分析

为降低预制装配混凝土结构中的钢筋连接成本,采用低合金无缝钢管,通过冷滚压工艺制作了一种新型变形灌浆套筒。通过对9个钢筋连接接头试件进行单调轴向拉伸试验及有限元分析,研究了套筒的连接性能、工作机理及设计方法。结果表明,钢筋锚固长度取6.9~7.5倍连接钢筋直径时,该变型灌浆套筒连接接头的单向拉伸强度能够满足1.1倍钢筋抗拉强度标准值要求;套筒的内腔结构影响套筒的应变分布及约束机理,内壁环肋处的接触压力造成套筒变形段筒壁应力不均匀分布;文中所采用的有限元模型可有效地模拟套筒与灌浆料以及灌浆料与连接钢筋间的相互作用;探讨了变形灌浆套筒的设计方法,并应用该方法设计了不同直径的HRB400级钢筋连接用套筒,其钢筋连接接头满足规范JGJ 107-2010对Ⅰ级接头的强度和变形性能要求。     

双轴拉压混凝土在冻融循环后的力学性能及破坏准则

北方寒冷地区的大多数混凝土结构物和水坝等处于复杂应力状态,冻融循环对混凝土的力学性能产生不利影响。利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室的大型混凝土静、动三轴试验系统,对经过0,25,50,75次冻融循环的混凝土,进行了0,-0.05,-0.15,-0.25共4种比例加载路径的双轴拉压试验,测得了混凝土的抗压强度和抗拉强度,及2个加载方向的应变,并根据试验结果,系统地探讨了冻融循环后,混凝土在不同拉压比下的双轴拉压强度和变形特性,发现随冻融循环次数的增加,混凝土的抗压强度、抗拉强度明显降低,拉压比对冻融循环后混凝土强度和变形性能有明显的影响。在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的冻融循环后混凝土双轴拉压的破坏准则,与试验值符合较好。经分析得出结论,实际工程中,处于双轴拉压应力状态的混凝土结构的抗冻融循环能力低于单轴应力状态的混凝土结构,因此,设计时要引起足够的重视。