600 MPa钢筋滚压套筒灌浆连接参数化分析

对600 MPa钢筋套筒灌浆连接接头进行参数化分析可为高强钢筋对应套筒规格的研究提供理论依据。文章对钢筋套筒构件进行了单向拉伸试验,利用有限元软件分析了600 MPa钢筋套筒灌浆连接接头的钢筋滑移与套筒应变规律,以及钢筋锚固长度与套筒内腔构造对接头性能的影响。结果表明：环肋数量的增加对光滑段灌浆料滑移影响较大,而对环肋间灌浆料的滑移影响较小;套筒表面环向应变均为压应变,轴向应变既有拉应变也有压应变;钢筋锚固长度达到8d(8倍钢筋直径)后,环肋数量的增加对接头承载力与变形的影响减小。     

灌浆缺陷对半灌浆套筒连接件强度的影响

为研究半灌浆套筒连接件受灌浆缺陷影响的规律,对含端部、中部和均布灌浆缺陷及灌浆饱满的连接件进行单向拉伸试验,通过有限元软件分析研究灌浆缺陷类型和缺陷尺寸对连接件拉伸强度的影响。结果表明:灌浆缺陷导致半灌浆套筒连接件拉伸强度降低,相同尺寸的均布缺陷对C25 连接件拉伸强度影响最大,中部缺陷次之,端部缺陷最小。随着灌浆缺陷长度的增大,含灌浆缺陷连接件的破坏形态均由钢筋拉断破坏转变为钢筋拔出破坏。并且,连接件屈服强度和极限抗拉强度的降低速率与灌浆缺陷类型相关,含均布缺陷的连接件降低最快,含端部缺陷的连接件最慢。为确保C25 半灌浆套筒连接件满足I 级接头要求,含端部、中部和均布灌浆缺陷的连接件钢筋最小锚固长度分别为125、150 和175 mm。     

内置楔形体灌浆套筒连接接头单轴拉伸试验研究及有限元分析

采用无缝钢管利用数控机床和焊接工艺加工了一种低成本灌浆套筒,并制作了9个接头试件,通过单轴拉伸试验和有限元分析,研究了套筒接头的应力分布情况及力学性能。结果表明:试件发生连接钢筋断裂和滑移两种破坏模式,增加连接钢筋锚固长度可改变试件的破坏模式。楔形体的长度和斜度均影响试件的极限承载力。当套筒中连接钢筋的锚固长度大于6倍连接钢筋直径时接头强度满足规范JGJ107中Ⅰ级接头和ACI318中Type 2接头类型要求。连接钢筋在套筒外部分受力大于套筒内的部分,因此当试件发生连接钢筋断裂时,断点均在套筒外。通过回归分析建立了接头试件的荷载位移关系模型,该模型与试验结果吻合很好。     

新型灌浆套筒的约束机理及约束应力分布

为降低预制装配混凝土结构中的钢筋连接成本,利用无缝钢管,采用冷滚压工艺研制了一种新型钢筋连接用灌浆套筒,通过接头单向拉伸试验,主要研究了套筒的约束机理及约束应力分布.结果表明:该新型接头能够满足JGJ107—2010规定的单向拉伸强度要求;套筒在灌浆料硬化阶段产生的初始约束应力与钢筋、灌浆料、套筒的力学特性及接头尺寸有关,并随灌浆料膨胀率的增加呈线性增长;套筒变形段对灌浆料的平均约束应力大于套筒光滑段,变形段约束主要来自内壁环肋处相互挤压力的径向分力,光滑段对灌浆料的约束取决于灌浆料劈裂变形的大小.     

基于500 MPa钢筋的高强套筒灌浆连接力学性能

对基于500 MPa钢筋的高强套筒灌浆连接各主要影响因素进行总结,并详细分析其受力原理。设计17个考虑套筒厚度、锚固长度、环肋数量和灌浆料强度的分析模型,并采用校正的有限元法进行详细分析。结果表明：基于已有的Ⅰ级接头强度理论、钢筋与灌浆料黏结理论所得套筒厚度和锚固长度值均偏小,建议分别取4 mm和7d;增大环肋数量可提高套筒与灌浆料间的黏结作用和减小两者间的滑移,但考虑加工难度建议取8～16个;增大灌浆料强度可提高连接的强度和减小其塑性变形,以及明显减小灌浆料的损伤,设计时建议取120 MPa。     

预制混凝土插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验

为了研究具有自主知识产权的预制混凝土结构钢筋连接方法,在钢筋锚固试验结论的基础上,设计制作了108个预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件．依据搭接接头率为100％的要求确定了钢筋搭接长度,考虑钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等不同影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的破坏模式及各因...     

高应力循环荷载作用下钢筋套筒灌浆连接件的性能

装配式建筑结构中钢筋套筒灌浆连接件的力学性能直接关系到结构的安全性。对9种不同类型的钢筋套筒灌浆连接件进行了高应力反复拉压试验。在高应力反复拉伸作用下,试件出现钢筋断裂和粘结滑移2种破坏形式。钢筋锚固长度为8d和7d的试件,连接钢筋被拉断;钢筋锚固长度为6d的试件,套筒内部发生锚固钢筋的粘结滑移。依据弹性力学原理,对钢筋套筒灌浆连接件进行模型简化分析,结合理论计算,推导出锚固钢筋的最小锚固长度临界值为6. 5d。     

钢制灌浆套筒连接性能试验研究

为了降低套筒成本,方便现场施工,在前期试验的基础上,设计制作了一组小型化钢制套筒,完成了31个小型化套筒灌浆连接件的拉拔试验,并基于Mises屈服准则对筒壁应力的实测值与计算值进行了对比.结果表明:当钢筋锚固长度为1.0la(la为套筒灌浆钢筋计算锚固长度)时,除一个试件滑丝外,18个试件均为接头外钢筋拉断破坏,且抗拉强度均大于连接钢筋抗拉强度标准值;当钢筋锚固长度为0.6la时,除一个试件钢筋拉断外,11个试件均为钢筋拔出破坏,且残余承载力约为试件极限承载力的1/2;筒壁应力的实测值与计算值吻合较好,建立的筒壁应力计算式可以为灌浆套筒设计提供参考.     

钢筋套筒灌浆连接拉伸性能的精细有限元分析

为了揭示钢筋套筒灌浆连接接头的细观工作机理和内部灌浆料的开裂、破坏过程，利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细化有限元模型，研究轴向拉伸荷载下接头的连接性能.结果表明，利用该模型能够准确地反映接头试件的破坏模式、极限承载力、荷载-位移曲线及钢筋和套筒的轴向应变分布规律；钢筋锚固区灌浆料中的圆锥状裂缝与接头轴向呈35°～45°夹角分布；灌浆键的剪切破坏会导致钢筋的机械咬合作用失效，造成套筒有效约束面内移；布置在钢筋自由端的套筒肋无法充分发挥对灌浆料的止推作用；纯灌浆段无法形成锥面斜压杆应力传递机制.     

预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验

为研究具有自主知识产权的预制混凝土结构钢筋连接方法,在钢筋锚固试验结论的基础上,设计制作了108个预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件。依据搭接接头率为100%的要求确定了钢筋搭接长度,考虑了钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等不同影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的破坏模式及各因素的影响规律,计算分析并给出了合理的搭接长度。通过实验证明,插入式预留孔灌浆钢筋搭接的方法,其连接性能可靠且施工简便,适合于住宅产业化下的预制混凝土结构的钢筋连接。