灌芯装配式混凝土剪力墙竖向分布钢筋搭接试验

为了验证灌芯装配式混凝土剪力墙竖向分布钢筋搭接连接方法的可行性,按照100%的钢筋搭接接头率,依据混凝土规范规定的要求设置钢筋的搭接长度,设计制作了16个预制混凝土钢筋搭接连接试件。考虑钢筋直径和搭接长度的影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了构件钢筋搭接连接的破坏模式及各因素的影响规律。试验研究表明,按照混凝土规范中钢筋搭接长度计算公式计算的搭接长度满足设计要求,此种连接方式性能可靠且施工简便,适合预制装配式混凝土结构构件的钢筋连接。     

超高性能混凝土连接的预制梁受弯性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)预制装配梁的受弯性能,设计了8根梁进行静力加载试验,包括6根不同搭接长度的UHPC装配梁、1根普通混凝土装配梁及1根现浇混凝土对比梁,以分析不同搭接长度对UHPC装配梁受弯性能的影响。研究表明:UHPC装配梁的破坏形态与现浇混凝土对比梁相似,裂缝均匀分布于普通混凝土预制段且随着搭接长度增加,裂缝间距减小;UHPC装配梁承载力实测值与计算值比值大于1.3,并且远大于普通混凝土装配梁;增加钢筋搭接长度对提高UHPC装配梁的开裂荷载影响不大,当搭接长度为10d(d为搭接钢筋直径)时,UHPC装配梁的受弯性能基本与现浇混凝土对比梁相当。     

钢筋套筒挤压搭接连接预制空心楼板-叠合梁节点试验

为研究受拉钢筋套筒挤压搭接连接的预制空心楼板-叠合梁连接节点在竖向荷载作用下的受力性能,进行了2个筒芯内模布设方向不同的预制空心楼板-叠合梁连接节点和1个现浇空心楼板-叠合梁连接节点的静力试验。结果表明:3个试件的裂缝分布相同、破坏形态相同,均为空心楼板受弯破坏;试件的试验承载力与规范计算承载力的比值均大于1.05,可采用规范正截面受弯承载力公式计算预制空心楼板的受弯承载力;试件的名义屈服荷载、峰值荷载、峰值点割线刚度基本相同;预制空心楼板受拉钢筋套筒挤压搭接接头可有效传递钢筋拉力。     

预制模壳混凝土柱钢筋搭接连接传力性能试验研究

为解决针对预制模壳装配式框架结构连接问题,提出了预制混凝土柱钢筋搭接连接,该连接具有施工操作简便、安装效率高、预制柱构件端部不出筋等优点。通过对19组钢筋搭接连接接头开展单向拉伸试验,得到钢筋搭接连接的破坏模式、传力机理,及钢筋直径、搭接间距、搭接长度、混凝土强度和横向钢筋约束等因素的影响规律。试验结果表明：在满足试验构造、搭接长度达到基本锚固长度l_a的情况下,锚固于新旧混凝土的搭接钢筋可有效传力,而搭接长度为0.6l_a的钢筋搭接连接中钢筋与混凝土黏结不足,发生滑移破坏;当搭接长度不低于1.0l_a时,新旧混凝土界面及搭接钢筋接触与否对传力性能无显著影响;增加搭接长度与增强横向约束均可提高钢筋搭接传力性能。     

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。     

植筋搭接混凝土梁静力及疲劳受弯试验研究

为研究植筋锚固在混凝土构件受拉区的受力性能,进行了5根采用植筋技术进行受拉主筋搭接的钢筋混凝土梁受弯试验。其中3根试验梁先静力加载至60%设计荷载,卸载后再加载至破坏,2根试验梁承受2×106次疲劳荷载后再静力加载至破坏。静力试验结果表明,植筋搭接梁在加载再卸载后有较大的残余变形,反映了植筋胶及粘结界面的弹塑性特性。不同搭接长度的植筋搭接梁其抗弯刚度差异不大,但其开裂荷载和极限承载力却有较大差异。将植筋搭接梁的试验结果与块体试件植筋锚固单向拉拔试验的结果比较表明,在相同植筋条件下,梁式试件破坏时钢筋的应力远小于块体试件单向拉拔试件破坏时钢筋的应力。在梁底部纵筋搭接区范围有较多的交叉斜裂缝。这些现象表明基材的应力状态及植筋的混凝土保护层厚度对粘结锚固性能有很大影响。疲劳试验结果表明,在疲劳加载的早期裂缝就基本出齐,从5×105次至2×106次加载过程中裂缝发展不大,也没有新的裂缝产生。在本文的试验条件下,疲劳加载对梁的抗     

预制混凝土墙体U型筋搭接连接受拉承载性能研究

装配式剪力墙结构的预制墙体采用U型筋搭接连接可提高效率、降低造价。为研究上下预制墙体U型筋搭接连接时,上下钢筋传力性能及其影响因素,对16个采用U型筋搭接连接的上下预制墙体进行了轴拉试验,试验参数包括U型筋直径、搭接长度、水平插筋直径和U型筋位置。分析了各试件的裂缝开展、破坏模式、荷载-位移曲线和各特征点荷载值、变形值。结果表明：搭接长度足够时,试件表现为U型筋被拉断或屈服;搭接长度不足时,试件表现为搭接区域混凝土被剪坏,水平插筋被剪断或剪屈;两种破坏形式中,水平插筋可提高U型筋搭接连接墙体的承载力。基于对试验结果的分析,提出了U型筋搭接连接在轴心荷载作用下的受拉承载力计算式,确定了U型分布筋搭接连接的搭接长度。对于常用直径的U型筋计算的墙体受拉承载力相对于试验测得的承载力误差在0.4%~11.0%之间,两者吻合较好。     

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。     

预制装配式结构中预留孔钢筋浆锚搭接的试验研究

提出一种焊接预留孔钢筋浆锚搭接连接技术,通过对36个钢筋浆锚搭接连接试件的拉拔试验,研究其破坏形态、荷载-试件变形曲线以及裂缝发展过程等。试验中,33个试件为钢筋拉断破坏,3个搭接长度为0.3ll的试件发生了锚固破坏,且锚固破坏的试件出现了纵向贯穿劈裂裂缝。研究表明:该连接方式性能良好,可显著减小钢筋搭接长度。     

以UHPC材料连接的预制装配梁受弯性能试验研究

为进一步研究UHPC预制装配梁的受弯性能,设计了4根梁进行静力加载试验,包括2根不同搭接长度的UHPC装配梁、1根普通混凝土装配梁及1根现浇混凝土对比梁,以分析不同搭接长度对UHPC装配梁受弯性能的影响。研究表明,UHPC装配梁的破坏形态与现浇混凝土对比梁相似,正常工作状态下裂缝发展缓慢且宽度较小,达到屈服后裂缝均匀分布于普通混凝土预制段且随着搭接长度增加,裂缝间距减小;UHPC装配梁承载力实测值与计算值比值大于1.40,与整浇混凝土在同一水平范围内,并且远大于普通混凝土装配梁;增加钢筋搭接长度对提高UHPC装配梁的承载力及变形能力影响不大,当搭接长度为10d时,UHPC装配梁的受弯性能基本与现浇混凝土对比梁相当,足够满足工程需求。     

整体式拼缝连接的预制空心楼板受弯性能试验研究

为研究采用整体式拼缝、受拉钢筋套筒挤压搭接连接的预制空心楼板在竖向荷载作用下的受弯性能,对2个筒芯内模布设方向不同的预制空心楼板试件和1个整浇空心楼板试件进行静力试验。结果表明:3个试件的钢筋受拉屈服裂缝分布相同,均为空心楼板受弯破坏;预制空心楼板、整浇空心楼板试件峰值荷载与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算值的比值分别为1.20、1.23;钢筋套筒挤压搭接连接接头可有效传递钢筋拉力;3个试件的竖向荷载-跨中位移曲线、承载能力、不同状态下的挠曲变形基本一致,筒芯内模布设方向对预制空心楼板的整体受力性能影响不大,采用整体式拼缝、受拉钢筋套筒挤压搭接连接的预制空心楼板可基本等同于整浇空心楼板。     

新型钢筋灌胶搭接连接件受力性能及设计方法研究

钢筋连接技术是影响预制装配式结构发展的重要因素之一,对比约束浆锚连接和套筒灌浆连接等传统连接方式,提出一种新型钢筋连接方式,即钢筋灌胶搭接连接。该方式具有可靠的受力性能,且制作成本低、加工简单,有利于推广使用。进行9组18个钢筋灌胶连接件拉拔试验,研究其在不同钢筋搭接长度、套筒尺寸和钢筋直径影响下的破坏过程和破坏形态,研究结果表明钢筋灌胶搭接连接件受力性能可靠。搭接长度对连接件破坏过程和破坏形态的影响最大,当搭接长度≥12d时连接件表现为钢筋断裂破坏。此外,3个应用该连接件的装配式偏压柱拉拔试验结果表明柱破坏截面均出现在后浇段以外的部分,验证了连接件的可靠性。     

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。     

两种成孔方式下约束浆锚搭接的预制剪力墙抗震性能研究

为了综合比较两种成孔方式下约束浆锚搭接方式的预制剪力墙的抗震性能,进行了2个预埋波纹管成孔和1个抽芯成孔的约束浆锚搭接连接方式的低周反复荷载试验。试验结果表明:两种成孔方式的约束浆锚搭接破坏形态基本相同,各滞回曲线饱满。骨架曲线也基本一致,延性系数均大于4。当两个墙体同时采用波纹管连接时,减小钢筋的搭接长度,抗震性能略微有所下降但仍然满足现行抗震规范的要求。     

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。     

采用高强灌浆料的钢筋浆锚搭接连接受力性能试验研究

为研究采用高强灌浆料的钢筋浆锚搭接连接的受力性能,重点考虑了钢筋直径、搭接长度等主要影响参数,完成了16组共96个试件的拉拔试验。试验结果表明,采用高强灌浆料的钢筋浆锚搭接连接的钢筋间接搭接长度不小于0.4 ll时,采用高强灌浆料的浆锚搭接连接的最终破坏形态均为试件端部钢筋屈服或拉断,未发生锚固破坏,采用高强灌浆料的钢筋浆锚搭接连接的钢筋间接搭接长度可确定为0.4 ll。     

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。     

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。     

梁上部钢筋配筋形式的选取

建筑结构中,梁的上部钢筋一般采用支座钢筋大直径、同直径通长,也有为节省钢筋中部采用小直径与支座钢筋搭接的形式。该文严格按照规范及图集的要求,分析两种配筋形式的钢材用量,并且采用建筑信息模型(BIM)先进技术进行验证,得出结论:中部采用小直径与支座钢筋搭接的形式不可取,不但不节省钢筋,反而影响结构的整体性,梁的上部钢筋应采用支座钢筋大直径、同直径通长。该结论可为建筑结构设计及施工提供可靠、有效的理论依据。     

预制空心板剪力墙抗震性能试验研究

装配整体式空心板剪力墙结构(EVE)采用钢筋间接搭接实现上下层预制墙、同层相邻预制墙的连接。通过3个空心板剪力墙的拟静力试验,研究钢筋间接搭接、接缝构造、灌孔构造边缘构件的可行性。结果表明：竖向孔、水平孔内连接钢筋与对应的空心板内竖向、水平钢筋同一位置应变随水平力的变化规律相同,空心板剪力墙边缘构件竖向钢筋、竖向接缝水平钢筋间接搭接可依靠桁架机制有效传递钢筋拉压力;试件均实现了预期的破坏模式,竖向孔、水平孔内后浇混凝土可与空心板共同工作;压剪破坏的空心板剪力墙受剪承载力试验值为JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)现浇剪力墙公式计算值的1.77倍,压弯破坏的空心板剪力墙受弯承载力试验值为《高规》现浇剪力墙公式计算值的1.15~1.23倍,可按《高规》现浇剪力墙斜截面受剪承载力、正截面受压承载力计算方法计算EVE空心板剪力墙的承载力;空心板剪力墙极限位移角为1/66~1/54,满足罕遇地震作用下剪力墙结构弹塑性变形能力的要求;灌孔边缘构件可采用全预制构造(竖向钢筋间接搭接,箍筋布置于空心板内)代替半预制构造(竖向孔内竖向钢筋贯通,箍筋布置于竖向孔内);空心板剪力墙水平接缝具有良好的抗滑移能力。