预制页岩陶粒混凝土构件双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接性能试验研究

为了对比单螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接形式和双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接形式在预制页岩陶粒混凝土构件中的力学性能,共设计制作了4组单螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接试件和3组双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接试件,每组共3个相同试件,分别进行单向拉伸试验、高应力反复拉压试验和大变形反复拉压试验,研究螺旋箍筋布置形式、钢筋搭接长度和螺旋箍筋体积配箍率对预制页岩陶粒混凝土构件钢筋连接性能的影响。试验结果表明:当钢筋搭接长度不小于1.0 la E时,采用双螺旋箍筋约束浆锚连接形式同样可以实现连接钢筋的有效传力;增加螺旋箍筋体积配箍率对提高双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接性能的作用不明显。     

螺旋箍筋约束高强钢筋浆锚搭接单向拉伸试验研究

设计制作了9组共78个螺旋箍筋约束高强钢筋浆锚搭接试件,通过单向拉拔试验,研究了其破坏机理以及钢筋强度、混凝土强度、钢筋搭接长度、螺旋箍筋形式等因素对搭接性能的影响。结果表明：未配置螺旋箍筋的浆锚搭接试件主要破坏模式为混凝土的锚固失效开裂,且其承载力和强屈比随钢筋搭接长度的增加逐渐增加;配置螺旋箍筋后,钢筋搭接长度大于0.80l_ab(l_ab为钢筋基本锚固长度)时,试件主要破坏模式为钢筋受拉屈服且其极限承载力较稳定;钢筋搭接长度为0.56l_ab时,试件端部混凝土出现开裂,部分试件的极限承载力显著降低。建议实际工程中钢筋直径为16mm时,螺旋箍筋约束高强钢筋浆锚搭接的搭接长度取0.80l_ab;其他直径钢筋可参考该搭接长度并经过试验验证后应用。     

钢筋黏结锚固数值模拟法应用于浆锚钢筋搭接的适用性分析

钢筋搭接是钢筋混凝土结构中受力筋的主要连接方式。在装配式结构中,钢筋的搭接形式受施工条件限制与现浇结构不同。在我国,主要的搭接形式有螺旋箍筋约束浆锚钢筋搭接和波纹管约束浆锚钢筋搭接,通过增设螺旋箍筋或波纹管降低钢筋搭接最小搭接长度理论值,提高现场连接施工可靠度。通过分析该搭接形式的受力机理,归纳总结了简化桁架模型、局部断面模型和实体有限元模型3种常见数值分析模型的建模方法,并针对2种新型搭接形式分析了各类模拟方法的优点、局限性以及仍需后续研究的新问题。     

钢筋约束浆锚搭接连接的试验研究

为了研究钢筋约束浆锚搭接连接的施工工艺和可靠性,设计制作了144个钢筋约束浆锚搭接连接的钢筋搭接试件。对其中72个试件进行了单向拉伸试验,对其余72个试件进行了高应力反复拉压试验,试验中综合考虑了纵向钢筋直径、纵向钢筋搭接长度、箍筋体积配筋率、混凝土强度等不同因素对其破坏机理和粘结强度的影响。试验结果表明,钢筋约束浆锚搭接连接施工方便、连接可靠,是当前预制装配式剪力墙体系中较可靠的钢筋连接形式之一。     

预制页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋黏结性能试验研究

为研究页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的黏结滑移性能,通过12个预制页岩陶粒混凝土梁式试件和2个现浇混凝土梁式试件的黏结滑移性能试验,研究了钢筋直径、螺旋箍筋配箍率、页岩陶粒混凝土强度对页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋黏结滑移性能的影响。试验结果表明:页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的极限黏结强度随钢筋直径减小、页岩陶粒混凝土强度提高、螺旋箍筋配箍率增大而明显提高;所有页岩陶粒混凝土梁式试件最后均为黏结钢筋拉断破坏,没有发生黏结锚固破坏,表明页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的黏结锚固性能优良,钢筋浆锚连接形式同样可应用于预制页岩陶粒混凝土构件连接。     

预制PC构件钢筋浆锚连接接头性能试验研究

为了研究约束浆锚连接接头是否是预制PC构件间钢筋连接的可靠连接接头形式,共设计并制作了33个约束浆锚连接接头试件,对接头试件进行单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压试验,试验所研究的主要影响参数为连接钢筋直径、钢筋搭接长度、混凝土强度等级、螺旋箍筋布置形式。试验结果表明,所有接头试件的破坏形式均为连接钢筋外伸端被拉断,并未发生滑移破坏,浆锚链接形式连接强度足够,连接传力效果良好,是可靠的预制PC构件的钢筋连接形式。     

螺旋箍筋约束波纹管浆锚搭接技术抗震性能研究

螺旋箍筋约束波纹管浆锚搭接技术是一种成本较低、操作简单的装配式构件连接技术.为研究该连接技术的抗震性能,设计制作了2个采用螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接技术的预制柱试件及1个现浇柱试件,并进行低周反复荷载试验,分析柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度退化曲线及耗能能力.试验结果表明:1)螺旋箍筋约束波纹管浆...     

螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接装配式剪力墙拟静力试验研究

为研究螺旋箍筋对浆锚搭接节点抗震性能的影响,对2个设有螺旋箍筋约束波纹管浆锚节点的装配式剪力墙试件、1个现浇剪力墙试件开展拟静力试验并对照分析其抗震性能指标。试验数据分析表明,试件失效模式均为墙肢受弯剪作用的延性破坏。由于螺旋箍筋对搭接区核心混凝土的约束作用,装配式剪力墙试件峰值承载力较现浇试件提高3.5%,3.7%,刚度、延性及耗能和现浇试件相当,显示出等同现浇试件的可靠抗震性能。     

NPC体系改进型浆锚连接节点抗震性能试验研究

为研究NPC体系中扣接封闭箍筋约束金属波纹管浆锚钢筋间接搭接连接节点的抗震性能,制作了3个剪力墙节点试件,进行低周反复荷载加载试验研究,分析该剪力墙结构的破坏形式、强度、刚度、延性,分析其在破坏机理、承载能力、变形、滞回特性、耗能能力等结构性能,验证了NPC体系扣接封闭箍筋约束浆锚连接节点具备良好的抗震性能,值得在中、高烈度区进一步研究、推广、应用。     

直径10mm和14mm钢筋约束搭接连接力学性能试验研究

螺旋箍筋约束搭接连接在钢筋外围配置螺旋箍筋并灌浆,以约束搭接区域横向变形,从而提高搭接连接性能。目前,常用的灌浆材料为80MPa高强灌浆料,具有强度高、性能可靠等特点;但成本较高、对施工速度要求高。针对这一问题,本文拟通过12个试件的单向拉伸试验,开展搭接区采用C30细石混凝土浇筑的螺旋箍筋约束搭接连接受力性能试验研究;其中搭接钢筋直径分别为10mm和14mm,规格分别为HRB400和HRB500,搭接长度均为1.0la。试验结果表明:所有试件钢筋屈服前混凝土表面均未开裂;破坏时采用HRB400级和HRB500级直径10mm钢筋试件中钢筋被拉断,采用HRB400级和HRB500级直径14mm钢筋试件中混凝土出现劈裂裂缝且钢筋均已屈服。综上可见,采用C30细石混凝土浇筑的螺旋箍筋约束搭接连接用于小直径钢筋连接时钢筋搭接长度取1.0la可以满足受力要求,用于大直径钢筋连接时建议采用1.2la;此种连接构造可用于HRB500级高强钢筋的连接。     

大直径钢筋浆锚搭接连接试验研究

为探究大直径钢筋浆锚搭接连接件的锚固性能,制作了6组共18个连接试件进行了单向拉伸试验,在固定金属波纹管直径和螺旋箍筋间距的情况下,主要考虑钢筋直径和锚固长度对连接件锚固性能的影响,以定性和定量分析法为该连接方安全性分析提供试验支撑。试验结果表明,大直径钢筋浆锚搭接连接方式安全可靠,可以为装配式混凝土结构连接提供新的思路。     

纵肋叠合剪力墙边缘构件钢筋搭接连接性能试验研究

为研究纵肋叠合剪力墙结构体系中叠合边缘构件纵向钢筋搭接传力性能,考虑钢筋端部锚固构造、后浇混凝土强度、箍筋间距等参数,设计并制作了23组共46个钢筋搭接连接的边缘构件试件并对其进行轴拉试验,得到了搭接连接破坏模式和传力机制,给出了临界搭接长度计算方法,并研究了各参数对纵筋搭接传力性能的影响。结果表明：叠合边缘构件纵筋可以采用直锚搭接,建议采用环锚搭接,可缩短搭接长度约20%,环锚搭接加强措施可进一步缩短搭接长度约20%;钢筋直锚搭接通过新旧混凝土结合面受剪传力,应严格控制新旧混凝土结合面质量;钢筋环锚搭接通过核心混凝土承压传力,受新旧混凝土结合面质量影响较小;提高混凝土强度和加密箍筋有利于搭接传力。提出的纵筋临界搭接长度计算方法可用于纵肋叠合剪力墙边缘构件的纵向钢筋,具有较好的安全储备。     

X射线数字成像技术检测钢筋浆锚搭接灌浆密实度的试验研究

采用X射线数字成像技术分别对波纹管约束和螺旋箍筋约束的钢筋浆锚搭接试件的灌浆密实度进行了检测。结果表明,X射线数字成像技术的检测效果优于X射线胶片成像法;通过X射线数字成像技术获得的图像信息,可以清楚地判定单排孔道内部灌浆段和非灌浆段的界面,并可以区分双排孔道内不同高度的灌浆段界面。采用该方法检测200mm厚普通预制剪力墙及310mm厚预制夹心保温剪力墙内浆锚搭接灌浆密实度的效果均可行。     

基于ABAQUS的浆锚搭接装配式挡土墙有限元分析

浆锚搭接装配式挡土墙工程实例较少,对其理论分析研究更为少见。文中基于ABAQUS软件对浆锚搭接装配式挡土墙进行有限元分析。通过其受力主要影响因素挡土墙的尺寸、配筋率、是否设置螺旋箍筋,浆锚搭接长度等来研究其受力性能。有限元分析结果表明,挡土墙无论是应力、位移都满足现有荷载等级的要求,并随着挡土墙高度的降低应力和位移均减小;装配式挡土墙位移最大位置为面板顶部,混凝土应力和钢筋应力最大位置均位于面板和底板拼缝处。此浆锚搭接装配式挡土墙计算结果满足市政桥梁荷载要求,可应用于实际工程。     

钢筋浆锚搭接连接灌浆密实度检测方法试验研究

采用预埋传感器阻尼振动法对钢筋浆锚搭接灌浆过程中的施工质量进行了检测,采用冲击回波法和X射线法分别对波纹管约束和螺旋箍筋约束的钢筋浆锚搭接试件的灌浆密实度进行了检测。结果表明:预埋传感器阻尼振动法对灌浆施工过程的灌浆密实度的判断较为可靠;冲击回波法可以定性地发现灌浆不密实的情况,但对灌浆段和非灌浆段的界面判断不够准确;X射线法可以较清楚地判定单排孔道内部灌浆段和非灌浆段的界面,并建议了适当的检测参数,但其有效检测时的试件厚度有明显限制。现场检测时,可以综合应用预埋传感器阻尼振动法和X射线法,分别进行灌浆密实度的过程控制和事后检验,以有效提升灌浆质量。     

套筒约束浆锚搭接新型接头及其在预制剪力墙试验中应用

提出了一种拥有自主知识产权的Ⅰ型、Ⅲ型套筒约束浆锚搭接新型接头。进行了以钢筋直径和搭接长度为变化参数的63个Ⅰ型接头和63个Ⅲ型接头的单向拉伸试验,研究了接头的破坏形态、承载力及荷载-位移曲线。进行了一片现浇剪力墙及纵筋采用Ⅰ型、Ⅲ型套筒约束浆锚搭接的两片预制剪力墙的拟静力试验,对比分析了现浇与预制剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及承载力。试验结果表明:Ⅰ型套筒接头的搭接长度为钢筋直径的12.5倍,钢筋直径小于20 mm的Ⅲ型接头的搭接长度为20倍的钢筋直径;预制墙的开裂水平力大于现浇墙,耗能能力比现浇墙好。套筒约束浆锚搭接接头可用于预制混凝土结构的钢筋连接。     

GFRP抗浮锚杆界面黏结性能现场试验

基于光纤光栅传感测试技术,通过对GFRP筋和钢筋抗浮锚杆现场拉拔破坏性试验,分析GFRP抗浮锚杆锚筋–灌浆体界面、浆–岩界面黏结特性,揭示锚固长度、锚筋材质、锚筋直径等因素对2种材质抗浮锚杆锚筋–灌浆体界面、浆–岩界面黏结强度的影响规律。结果表明：(1) GFRP筋和钢筋抗浮锚杆的破坏形式主要为拔断破坏和剪切滑移破坏;锚固长度为4.5,6.5 m的GFRP抗浮锚杆破坏荷载分别是同规格钢筋抗浮锚杆的1.21和1.13倍;GFRP抗浮锚杆锚筋–灌浆体界面的平均黏结强度高于钢筋锚杆,在0.99～1.03MPa范围;锚固长度是影响抗浮锚杆锚筋–灌浆体界面黏结强度的最重要因素。(2) GFRP抗浮锚杆浆–岩界面轴向应力在孔口处最大,随深度增加而降低;浆–岩界面剪应力呈先增大后减小趋势,在锚固深度约0.5m处剪应力达到峰值;通过对比不同材质、不同型号的抗浮锚杆发现,钢筋抗浮锚杆浆–岩界面黏结性能略高于GFRP抗浮锚杆,且随锚筋直径增大而提高。(3) GFRP抗浮锚杆锚筋、灌浆体与岩土体三者之间协同作用效果高于钢筋抗浮锚杆。     

黏砂变形GFRP筋与约束混凝土之间的黏结性能

基于30个Losberg拉拔试验,对黏砂变形GFRP筋与采用箍筋约束的混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移(τ-s)曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段、二次上升段以及残余下降段;对于采用箍筋约束的GFRP筋试件,均只发生拔出破坏,而对于无箍筋约束的GFRP筋试件,其破坏模式包括拔出和劈裂两种;与无箍筋约束的GFRP筋试件相比,GFRP筋与约束混凝土之间的黏结强度增加了0％～16％,而达到黏结强度时对应的滑移量则提高了1.20～2.76倍.在考虑GFRP筋直径、黏结长度、体积配箍率等因素的基础上,建立了GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移本构模型.     

焊接钢筋网钢筋混凝土剪力墙受剪性能试验研究

混凝土剪力墙中采用焊接钢筋网作为水平分布筋和边缘约束构件的箍筋时,其受剪性能目前还缺乏深入的研究。为此,分别对采用通长的完整焊接钢筋网和搭接的焊接钢筋网作为水平分布筋的各2片剪力墙进行了单向加载试验和拟静力加载试验,对比分析了剪力墙的刚度、承载能力、破坏形态和延性等性能以及箍筋应力的发展过程。研究表明:采用完整的焊接钢筋网和搭接焊接钢筋网作为水平分布筋的钢筋混凝土剪力墙的承载力高于按现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的公式计算值;配置焊接钢筋网的剪力墙变形能力与已有文献中配置普通箍筋剪力墙的相近;配置完整焊接钢筋网的剪力墙与配置搭接焊接钢筋网的剪力墙相比,两者的承载力和破坏形式基本一致;采用搭接焊接钢筋网的剪力墙,其搭接位置水平筋能达到屈服应变,箍筋性能得到充分发挥,搭接传力性能良好。混凝土剪力墙中采用焊接钢筋网作为水平分布筋和边缘约束构件的箍筋时,其受剪性能达到规范要求,与采用传统绑扎箍筋的构件基本一致。     

土层锚索浆体与筋体黏结强度的试验研究

国内外对锚杆筋体与浆体黏结强度的研究成果极少。3项工程64个土层锚索现场试验成果表明:(1)各锚筋与浆体极限黏结力的离散程度很大,普遍存着孤低现象,据此反算得到的浆筋黏结强度的离散程度很大,离散程度与黏结长度无关,与锚筋数量及张拉工艺相关;(2)浆筋黏结强度与地层、注浆工艺及锚筋数量无关,带套管成孔、改善孔内清洁程度可明显提高;(3)浆体设计强度与浆筋黏结强度的对应关系无法验证,实际强度及锚筋外形对浆筋黏结强度的影响亦无法验证;(4)浆筋黏结强度的发挥程度随着黏结长度的增加而有所下降;(5)黏结长度3~6 m时,浆筋黏结强度标准值为0.744~0.664 MPa;(6)土层锚索黏结长度不宜短于8 m;(7)单根锚索钢绞线数量不宜为2条。