钢筋套筒灌浆连接件受力性能试验研究

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。通过对26个套筒灌浆连接件的拉拔试验,研究其破坏过程和破坏形态,分析套筒材料、钢筋直径和锚固长度对筒壁应变的影响。研究表明:套筒灌浆连接件屈服台阶比钢筋的长,屈服强度和极限强度与钢筋没有明显差别,当钢筋应力相同时,钢制套筒筒壁应变值要比铸铁套筒的小。钢筋锚固长度增加,筒壁应变减小;钢筋直径增大,筒壁应变增大。     

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。     

预制剪力墙全灌浆套筒灌浆缺陷分析整治

全灌浆套筒是预制剪力墙钢筋连接的关键节点,保障了装配式整体式剪力墙结构力学性能等同于现浇式。但由于预制剪力墙全灌浆套筒施工工艺要求较高,其灌浆缺陷时有发生,结合工程实际案例,通过X射线法检测和单向拉伸试验,提出遇到预制剪力墙全灌浆套筒灌浆缺陷时的分析思路和整治方法,对如何避免出现该类灌浆缺陷给出建议,为之后预制剪力墙全灌浆套筒的设计、施工、验收提供参考。     

冲压式套筒灌浆连接接头受拉性能有限元分析研究

套筒构造优化可在一定程度上改善钢筋套筒灌浆连接接头的力学性能。本文以适配18 mm钢筋的冲压式套筒为研究对象,将其八边形剪力槽的数量及冲压深度作为结构特征参数变量,开展了钢筋套筒灌浆连接接头力学性能有限元分析研究。研究表明：（1）本研究所模拟的4个钢筋套筒灌浆连接接头的荷载-位移曲线均类似于钢筋单向拉伸曲线,连接接头的屈服荷载基本一致;（2）采用不同构造套筒的钢筋连接接头的变形能力差异比较明显,采用6个剪力槽、冲压深度为3.5 mm的套筒的钢筋连接接头的变形能力最优,延性最大。当剪力槽数量较少时,连接接头的变形能力对冲压深度的变化更加敏感;（3）6个剪力槽冲压深度为2.5 mm的套筒内力分布较为均匀,其余工况的应力集中现象较明显。     

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。     

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。     

装配式建筑套筒连接灌浆施工工艺分析

套筒灌浆连接是目前我国装配式建筑标准推荐的常用钢筋连接手段.文中主要针对灌浆套筒连接的施工工艺、灌浆作业、灌浆口封堵和饱和度检验等进行了详细说明,可为现场施工技术人员提供实际指导.     

灌浆密实度及钢筋偏置对钢筋灌浆套筒连接性能的影响研究

装配式混凝土结构中,灌浆密实度是影响钢筋套筒灌浆连接可靠性和安全性的重要因素。对不同灌浆密实度和钢筋偏置的钢筋灌浆套筒试件进行单向拉伸试验,研究试件连接性能。试验结果表明,灌浆密实度大,试件最终破坏形式为钢筋拉断,抗拉强度、残余变形和最大拉力下总伸长率均能满足标准技术要求,钢筋偏置基本不影响试件连接性能;灌浆密实度小,试件最终破坏形式为钢筋拔出,抗拉强度降低、残余变形增大、最大拉力下总伸长率减小。灌浆密实度越小,钢筋偏置距离越大,对钢筋灌浆套筒接头试件的连接性能越不利。     

基于全灌浆套筒连接技术的框架梁柱节点连接方式研究

针对"现浇柱+叠合梁+叠合板"框架预制装配式结构体系中,常用的梁柱截面尺寸和钢筋根数,基于梁-梁钢筋连接采用全灌浆套筒连接技术的方法,研究编制框架梁柱连接节点钢筋布置图,能完全避免梁-梁或梁-柱钢筋的碰撞问题,在保证梁柱节点连接质量的同时,提高框架梁柱节点的施工质量。     

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...     

装配式混凝土钢筋套筒灌浆连接检测分析

近年来,国家越来越重视装配式建筑的发展,从设计、施工、检测各个环节制定相应的标准,但在快速上马的过程中,难免会出现细节性考虑不周的问题。针对装配式混凝土钢筋套筒灌浆连接检测作了详细的归纳,并提出了一点建议供大家参考。     

预制柱灌浆套筒连接节点有限元分析

采用有限元软件ABAQUS分析了预制柱灌浆套筒连接节点在地震荷载作用下的表现,探讨了不同轴压比和角钢强度对节点抗震性能的影响。有限元分析结果表明:有限元模型合理可靠,预制柱灌浆套筒连接节点具有良好的抗震性能;在一定范围内增大角钢强度和厚度,可提高节点的承载力。     

灌浆套筒连接构件的有限元分析

为了获取灌浆套筒连接构件在轴向拉伸荷载作用下的力学性能,通过有限元软件ANSYS对其进行数值模拟分析,在单向反复拉压下,得出了连接构件的Mises应力分布规律和应力集中情况;并分析了钢筋-灌浆料和灌浆料-套筒两对接触面的接触应力分布情况,探究了接触面接触压力的出现位置。研究结果表明:钢筋的肋和套筒的剪力槽的存在是灌浆连接可靠的重要保障。     

新型12mm钢筋灌浆套筒连接力学性能试验研究及有限元分析

采用普通无缝钢管为基本材料,设计了一种内部有螺纹或浮锈的新型钢筋连接用半灌浆套筒。通过12 mm钢筋灌浆套筒连接接头的力学性能试验,研究接头在静力拉伸、往复荷载下的承载能力。由试验结果得出:所有试件都是在套筒外的钢筋处产生颈缩或拉断,证明两种内部处理的连接都可靠。依据试验结果,采用ABAQUS有限元软件进行了接头静力拉伸模拟分析,通过对比得到了计算精度较好且单元数目适中的套筒接头建模方法,此方法中灌浆料、钢筋和钢管套筒分别采用C3D8、B31、S4单元建立,模拟结果与试验值吻合较好。因此,建议在进行此类型接头性能分析时可以选用这种建模方法。     

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20 mm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。     

预制装配式建筑灌浆套筒连接方式研究

在理论计算了预制装配式建筑灌浆套筒连接四种失效形式的基础上,研究了灌浆套筒连接方式的主要强度影响参数并将研究应用于沙特阿拉伯阿美石油公司全预制装配式住宅工程项目。介绍了该工程中采用的灌浆套筒连接方式的参数设计与施工技术。     

装配式剪力墙套筒灌浆连接灌浆过程研究

为了解决装配式剪力墙套筒灌浆连接时的质量问题,采用室内试验物理模拟的方法建立了可视化的剪力墙套筒灌浆物理模型,采用两种不同的灌浆方法观测各个灌浆套筒的灌浆压力变化。结果表明,采用中间灌浆套筒7向两端灌浆时,各个灌浆套筒的压力变化曲线基本一致,呈线性变化,但各个套筒的压力最大值不同;采用一端套筒（套筒1）向另一端灌浆时,各个灌浆套筒的压力变化曲线呈现明显的不同,且各个套筒的最大应力值也不相同。研究成果可为装配式剪力墙套筒灌浆的连接施工质量控制提供参考。     

非正常灌浆对钢筋套筒灌浆连接接头受力性能影响的试验研究

通过14组42个钢筋套筒灌浆连接接头试件的单向拉伸试验,研究了水泥净浆替代灌浆料、混凝土净浆(试验中用水泥砂浆模拟)包裹钢筋、使用过期灌浆料、使用高水灰比灌浆料、灌浆时间滞后共5种非正常灌浆对钢筋套筒灌浆连接接头受力性能的不利影响.研究表明:水泥净浆代替灌浆料、水泥砂浆包裹钢筋厚度超过钢筋肋高、灌浆料水灰比达到正常水灰比的1.35倍及以上等异常情况下,钢筋套筒灌浆连接接头试件单向拉伸性能均不能满足《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ 355-2015)要求;在加载过程中,如果钢筋发生屈服,无论是接头外钢筋被拉断情况,还是钢筋未断情况,均是接头外钢筋发生屈服,接头内钢筋一般不再屈服.基于试验结果,对实际工程用灌浆料及其灌浆工艺提出了具体建议,以期提高装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆的质量.     

钢管灌浆套筒连接轴向受压性能试验研究

为研究钢管灌浆套筒连接轴向受压性能,设计了27个轴向受压试件,并进行静载试验,考虑了灌浆料强度和连接长度两个变化参数。通过试验得到了试件的荷载-位移曲线、钢管和套筒的应变分布,对试件的破坏过程、钢管和套筒的轴向应力、黏结应力分布规律进行了分析。研究结果表明：钢管灌浆套筒连接的荷载-位移全曲线可简化为4段式的折线本构模型;随着连接长度和灌浆料强度的增大,试件极限荷载提高;连接段内的轴向应力、黏结应力和径向应力随着荷载的增大而增大,当与钢管上抗剪键接触的灌浆料局部压碎后,连接段内部应力发生重分布,钢管上的轴向应力不再增大,钢管和套筒上的径向应力突增,接触面黏结应力分布极不均匀。提出了钢管灌浆套筒连接承载力计算公式,并将国内外相关文献中的试验结果与公式的计算结果进行对比,计算值偏于安全。