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。     

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。     

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。     

新型变形灌浆套筒连接接头性能试验研究

利用普通无缝钢管通过冷滚压工艺研制了一种新型钢筋连接用灌浆套筒。采用该套筒设计制作了5个接头试件并进行了单向拉伸试验,研究该灌浆套筒连接的结构性能和工作机理。研究结果表明,钢筋锚固长度取8倍钢筋直径时,试件均为钢筋断裂破坏,接头抗拉强度与钢筋抗拉强度标准值的比值fu/fbuk≥1.10,满足《钢筋机械连接技术规程》JGJ107—2010中的I级接头单向拉伸强度要求;套筒内腔结构对套筒的约束机理及应变分布有显著影响,套筒应变分布与内腔结构对应,在光滑段和变形段表现出不同的规律;套筒变形段对灌浆料的约束主要来自内壁环肋处相互挤压力的竖向分力,光滑段对灌浆料的约束取决于灌浆料劈裂变形的大小。     

威海西曲阜大桥预制拼装桥墩连接构造比选研究

针对山东威海西曲阜大桥预制拼装桥墩连接构造设计需求,分析国内外常见预制拼装桥墩连接构造类型及适用性,进行6种常见连接方式的比选设计,确定桥梁下部结构的连接构造形式。开展套筒灌浆连接试验、连接试件抗拉试验,测试结果显示实际破坏强度为钢筋抗拉强度标准值的1.15倍,试件破坏位置均在钢筋母材处,没有出现拔出破坏,可见灌浆套筒连接性能满足设计要求。研究表明,灌浆套筒连接是一种可靠的钢筋连接方式,采用灌浆套筒连接的预制拼装桥墩可满足设计要求。研究成果可为预制拼装桥墩连接构造设计提供参考。     

基于超高强灌浆料的高强钢筋套筒灌浆连接力学性能试验研究

套筒灌浆连接是装配式混凝土结构钢筋连接的主要方式,且采用500MPa级高强钢筋可有效提高连接及构件的承载力和经济性等。本文设计12个考虑锚固长度、灌浆料强度和钢筋强度等参数的接头试件,并进行单向拉伸试验研究,得到连接的破坏模式、应变分布和工作机理等。结果表明：接头主要发生钢筋颈缩破坏,荷载-位移曲线包括线性增长阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩破坏阶段;采用120MPa级超高强灌浆料的试件接头均满足残余变形要求,钢筋、套筒轴向、套筒环向应变和套筒中部约束作用随钢筋锚固长度的增大而减小,套筒和钢筋受力更为均匀。对采用85MPa和120MPa级灌浆料的500MPa级高强钢筋套筒灌浆连接,锚固长度建议值分别为10d和8d。最后,基于理论分析可明确高强钢筋套筒灌浆连接中套筒与灌浆料的粘结力、钢筋与灌浆料的粘结力和钢筋受拉承载力,并得到连接的破坏模式。     

组合方形灌浆套筒连接性能试验

针对套筒加工工艺、材料、成本等问题,提出了一种由标准无缝方形钢管与带肋钢筋以及螺旋箍筋通过组合拼装而成的新型组合方形灌浆套筒。利用该组合方形套筒,制作了9个7.5倍～12.5倍直径锚固长度的接头试件,通过轴拉试验对接头拉伸性能和工作机理进行研究。结果表明:所有试件均在接头外钢筋某处断裂,接头抗拉强度与连接钢筋抗拉强度标准值的比值均大于1.10,满足规程JGJ 107—2010中对Ⅰ级接头单向拉伸强度要求,当试件的锚固长度达7.5d(d为连接钢筋直径)即可满足条件; 套筒内腔中四角嵌入的焊接钢筋以及螺旋箍筋对套筒的约束机理和应变分布有重要的影响,嵌入的焊接钢筋能承担接头传过来的部分拉力,从而降低方形钢管表面的应力,同时焊接钢筋表面的横肋能有效增加套筒内壁与灌浆料之间的黏结力; 箍筋能进一步约束灌浆料从而提高接头的整体性; 套筒表面应变基本均匀分布,不会出现因套筒截面加工变形导致应变反转等现象。     

钢筋等强直螺纹连接技术(续1)

四、技术参数和接头性能(一)技术参数设计直螺纹接头连接件时,为确保其强度能充分发挥钢筋母材强度,连接套筒的设计抗拉强度大于等于钢筋设计抗拉强度的1.20倍。标准型连接套筒的规格尺寸见表1。     

内置楔形体灌浆套筒连接接头力学性能试验研究

采用无缝钢管加工了两种低成本灌浆套筒,并制作了22个钢筋连接接头试件,试件变量因素有连接钢筋锚固长度、连接钢筋直径、套筒类别及楔形体长度,通过静力拉伸试验对其力学性能进行了探究。研究结果表明:试件发生钢筋拔出和钢筋断裂两类破坏形式,但发生拔出破坏试件的残余承载力较高;增加连接钢筋锚固长度,试件承载力提高;增大连接钢筋直径后接头黏结强度和承载力提高;所有发生钢筋断裂破坏的试件的极限承载力均略低于相同直径钢筋在材性试验中测得的极限承载力;套筒内腔构造对套筒的受力性能有一定影响;楔形体长度和斜度均对套筒接头承载力有影响;两类套筒均在钢筋较小锚固长度下满足JGJ 107—2016《钢筋机械连接技术规程》中规定的Ⅰ级接头强度要求。最后通过回归分析提出了两个方程分别用于预测两类套筒的黏结强度,预测结果与试验结果吻合良好。     

带肋钢筋直螺纹套筒连接工法(YJGF25-98)

带肋钢筋直螺纹套筒连接是钢筋机械连接的一项新工艺 ,由闽候县建筑机械厂与福州建设机械研究所联合研制开发 ,为国内首创 ,是福建省建委 1 997年推广应用项目。1　特点接头可靠、质量易保证 ,对中性好、操作简便 ,施工安全、不污染环境 ,并能节约大量钢材和能源 ,其接头的抗拉强度均达到或超过母材抗拉强度的标准值 ,具有优良的延性及反复拉压的性能。2　适用范围适用于钢筋混凝土结构中直径 1 8～ 40 mm的 、 级同径或异径带肋钢筋连接 ,对可焊性差的钢筋接头尤为适宜 ,且可用于弯曲钢筋的连接。3　工艺原理将 2根待连接的钢筋端压圆滚丝 …     

高应力反复拉压作用下堆焊成型套筒灌浆连接性能试验研究

为研究钢筋套筒灌浆连接在高应力反复拉压作用下的受力性能及工作机理,采用堆焊成型套筒及开槽钢筋设计制作了 4个接头试件,对其进行高应力反复拉压试验和单向拉伸对比试验.结果表明:接头试件在20次高应力反复拉压后残余变形约为0.1 mm,接头具有较为稳定可靠的使用性能;高应力反复拉压作用对接头的破坏形态和承载力基本无影响,对...     

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。     

钢筋镦粗直螺纹接头施工工艺

钢筋镦粗直螺纹接头强度高，能充分利用钢筋的强度。由于是直螺纹，操作简单，加工精度高，质量稳定性好，所用套筒短，螺纹丝扣少，连接速度快，适用于弯曲钢筋及不能转动钢筋的场合。下面介绍钢筋镦粗直螺纹接头的施工工艺。１．施工准备（１）根据工程所需钢筋接头数量和施工进度确定镦粗机和套丝机的台数。（２）钢筋应有出厂合格证和力学性能检验报告。连接套筒应有出厂合格证，内容应包括：型号，规格，适用的钢筋品种，套筒的性能等级、产品批号、出厂日期，质量合格签证，工厂名称、地址、电话。（３）在进行钢筋翻样时，应考虑以下…     

钢筋等强直螺纹连接的型式及其施工操作

1 等强直螺纹接头的概念 将钢筋的连接端先行墩粗,再加工出等直径螺纹并用连接套筒连接能充分发挥钢筋强度的接头。该接头适用于房屋建筑、桥梁和其它结构工程中直径为18～40mm的Ⅱ,Ⅲ级受力钢筋的任意方向连接。 等强直螺纹接头连接套筒的材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢,连接套筒的设计抗拉     

半灌浆套筒连接接头动态性能研究

通过试验研究3种加载速率(0.6,6,60mm/s)下的半灌浆套筒连接接头动态性能,分析了试件的破坏形式和荷载-应变变化规律。研究结果表明:大部分试件的破坏始于钢筋被拉断且出现碎浆时,个别试件发生套筒滑丝破坏;试件破坏时钢筋均达到屈服状态,套筒未屈服,满足规范规定的强度要求;随着钢筋直径的增大,试件承载力明显提高;由于机械连接端螺纹与钢筋间的咬合作用消耗了部分动态荷载能量,因此加载速率对半灌浆套筒试件的承载力影响有限。进行装配式结构设计时,可不考虑动态荷载对钢筋连接接头性能的影响。     

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。     

灌浆饱满度对半灌浆套筒钢筋连接性能影响的试验研究

灌浆饱满度是影响装配式结构钢筋套筒灌浆连接可靠性的重要因素,考虑灌浆饱满度、钢筋位置、钢筋强度级别等因素,制作了51个GTJB4 20/20型半灌浆套筒钢筋接头试件进行试验,研究灌浆饱满度对接头抗拉强度和变形性能的影响。结果表明,随着灌浆饱满度的降低,接头的变形性能先于抗拉强度出现降低,钢筋拔出破坏时,接头变形性能大幅降低;灌浆饱满度为62.5%时,接头试件出现了灌浆端钢筋拔出破坏,灌浆端拔出破坏的试件抗拉强度与灌浆饱满度密切相关;灌浆端钢筋拔出破坏试件在达到最大力后会有二次锚固现象;当灌浆饱满度不小于87.5%时,接头残余变形基本一致,当灌浆饱满度减小至75%时,接头残余变形迅速增大;套筒与灌浆端钢筋的相对滑移占接头残余变形的比例随灌浆饱满度的降低而增大;灌浆端钢筋拔出破坏时,接头最大力下总伸长率大幅降低;钢筋偏置对接头抗拉强度的影响不明显,但钢筋偏置试件的最大力下总伸长率总体上要小于钢筋对中试件,且偏置试件的变形性能对灌浆饱满度更敏感。研究结果为套筒灌浆连接质量的验收和处理提供依据。     

考虑钢筋偏心影响的铸造半灌浆套筒连接性能试验研究

为研究钢筋偏心(垂直偏心和斜向偏心)对铸造半灌浆套筒连接性能的影响,设计制作了18个铸造半灌浆套筒连接试件,通过拉伸试验研究钢筋偏心对试件破坏形态、强度与变形性能、灌浆料损伤程度的影响。结果表明,钢筋垂直偏心和斜向偏心对接头极限承载力影响较小,主要影响接头的变形性能,且出浆口所在截面为最危险截面;钢筋垂直偏心使贴近钢筋一侧筒壁应变大于另一侧对称位置应变,且钢筋斜向偏心试件具有相同的应变分布规律;钢筋居中试件灌浆料损伤深度最小,斜向偏心试件损伤深度最大,垂直偏心试件次之。最后,建立了铸造半灌浆套筒连接接头极限承载力分析模型,接头极限承载力计算结果与试验结果吻合良好,误差小于10%。     

钢筋等强度直螺纹连接──新一代钢筋机械连接技术

一、钢筋机械连接技术发展趋向钢筋的机械连接在很多场合下弥补了焊接的不足,如钢材材质不稳定或可焊性差、电源不稳或焊工水平较差、工期紧、电容量不足无法多台焊机操作以及风雨寒冷气候或防火要求高的情形,选用机械连接能避开上述困难,显示出很大优越性。此外,大量水平钢筋的现场连接,电渣压力焊尚未过关,机械连接也是首选方案。《钢筋机械连接通用技术规程》ＪＧＪ１０７－９６规定,钢筋机械接头按其性能分为Ａ,Ｂ,Ｃ三个等级。Ａ级接头以钢筋抗拉强度标准值ｆｔｋ作为强度检验指标,Ｂ级接头以钢筋屈服强度ｆｙｋ的１．３５倍…     

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。