页岩陶粒混凝土预制构件钢筋浆锚连接性能试验研究

为了验证页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋采用浆锚连接的适用性和可靠性,对采用该连接形式的钢筋连接试件分别进行了单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压试验,分析页岩陶粒混凝土强度和钢筋搭接长度对其连接性能的影响。试验结果表明：所有试件纵筋均未出现滑移,试件的最终破坏均为接头外钢筋被拉断或屈服;采用浆锚连接的钢筋搭接长度不宜小于1.0l_aE;当钢筋搭接长度大于等于1.0l_aE时,随着页岩陶粒混凝土强度的增加,试件接头的极限抗拉强度有所提高。在满足规定的构造要求下,钢筋浆锚连接形式可用于页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋的可靠连接。     

预制混凝土结构钢筋连接节点设计与试验研究

利用普通钢板通过下料加工制作出一种新型预制装配式混凝土结构钢筋连接构件.制作了54个盒式结构进行单向拉伸试验,研究该连接构件的结构性能和工作机理.考虑混凝土强度、钢筋的级别和直径、弯钩的长度以及盒式结构的尺寸等主要参数.连续加载试验结果表明:盒式结构在钢筋连接时性能可靠,因为盒式结构在拉拔作用下,其本身没有发生任何破坏,而破坏的只是盒式结构外侧裸露的钢筋.     

改进型钢筋浆锚装配式剪力墙压弯承载力计算

为提高钢筋浆锚连接装配式剪力墙的力学性能,采用闭合扣接约束箍筋对传统钢筋浆锚装配式剪力墙进行改进,通过改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙的低周反复加载试验,证明了闭合扣接约束箍筋能够有效提高钢筋浆锚连接装配式剪力墙的力学性能.为确定改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝的压弯承载力计算方法,对钢筋浆锚连接装配式剪力墙的破坏机理进行分析并提出简化的钢筋浆锚连接接缝承载力计算模型,结合现行规范设计公式提出钢筋浆锚连接装配式剪力墙的接缝承载力计算方法.采用规范公式计算和截面应力积分计算,得到改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝的承载力.通过计算承载力与试验实测承载力的对比,证明了改进型钢筋浆锚连接装配式剪力墙接缝承载力简化计算模型和计算方法的合理性.     

锚固裂隙岩体破坏过程中应变场演化规律及破坏前兆的数值模拟研究

为探究锚固裂隙岩体的锚固作用,采用ABAQUS对裂隙岩体单轴加载破坏过程进行模拟,分析裂隙岩体的应变场演化规律,并讨论裂隙岩体破坏的前兆特征.模拟结果表明:裂隙岩体破裂前水平应变场演化过程可划分为理论弹性变形、裂隙萌发扩展、试件破坏3个阶段;未锚固和锚固裂隙岩体水平应变场标准差曲线表现出不同的分异阶段;与未锚固试件相比,锚固试件的峰值应力上涨了7.55％,且锚固岩体裂缝起裂预警大约发生在峰值应力的80％处.基于水平应变场演化规律进行前兆分析,将应变场分异速率的突变点作为破坏失稳前兆点.锚杆的锚固作用增强了裂隙岩体的强度和抗变形能力,提高了裂隙岩体的稳定性,模拟结果对裂隙岩体的监测和加固具有重要的参考意义.     

PC装配式结构连接节点抗震性能研究进展

梳理近期国内外学者在装配式框架、剪力墙结构连接节点在抗震性能方面的研究成果,归纳各类节点的构造形式、耗能能力、刚度退化及破坏形态,并对装配式混凝土结构连接技术的发展进行总结和展望,为今后装配式混凝土结构连接技术研究提供一定的参考。     

装配式混凝土U型钢筋环扣的连接长度

为研究装配式混凝土U型钢筋环扣连接的搭接长度,制作了1个现浇梁柱节点试件和3个不同搭接长度的U型钢筋环扣连接节点对比试件,进行低周反复拟静力试验,观察各试件的破坏模式,研究其滞回性能、承载力、变形能力及钢筋的应力发展过程,分析装配式混凝土U型钢筋环扣连接的合理搭接长度。结果表明：装配式节点试件承载力高于现浇节点试件;不同搭接长度试件的延性及耗能能力有所不同,搭接长度的增长有利于试件承载力、延性和耗能能力等抗震性能的提升;基于试验结果,拟合回归了U型钢筋环扣连接的合理搭接长度,对装配式混凝土U型钢筋环扣连接节点的优化设计提出了建议。     

考虑灌浆料龄期的钢筋-金属波纹管浆锚连接锚固性能试验研究

为研究钢筋-金属波纹管浆锚连接的锚固性能,设计制作18组连接件,并完成拉拔试验。基于试验结果研究钢筋锚固长度la、灌浆料龄期T与螺旋箍筋约束对浆锚连接锚固性能的影响。试验结果表明,所有锚固钢筋均经历完整的弹性阶段与屈服阶段,最终试件表现为钢筋粘结-滑移破坏、钢筋拉断两种破坏形式。当灌浆料龄期T=3 d时,试件均发生粘结-滑移破坏;当灌浆料龄期T=7 d且锚固长度la≥13d时,试件均出现钢筋断裂破坏;当灌浆料龄期T=28 d时,无配箍试件锚固长度l_a=7d时、配箍试件l_a=5d时出现钢筋断裂破坏。提高钢筋锚固长度、灌浆料龄期与配置螺旋箍筋约束有利于试件的极限强度提高,并趋近钢筋实验抗拉强度,显著降低钢筋的弹性阶段滑移量,提高初始刚度,提升试件的锚固性能。实际工程中,当孔径比不小于2.6时,为确保3 d与7 d锚固性能,锚固长度应大于13d;为确保正常工作中钢筋充分发挥其力学性能,锚固长度应不小于10d。     

钢筋插入式波纹管浆锚连接受力性能数值分析

为研究钢筋插入式波纹管浆锚连接的受力性能,本文采用有限元法对其轴向拉伸作用下的力学行为进行了精细化模拟分析,并与试验结果进行对比,验证了数值模型的有效性.通过设置不同的锚固长度la、灌浆料厚度rg以及钢筋直径ds,分析了多种参数对其锚固性能的影响.结果表明:除锚固长度la=7ds的接头为钢筋拔出破坏外,其余接头皆为钢筋...     

基于强搭接理念的钢筋连接技术试验研究

针对当前大部分装配式混凝土结构构件连接所采用的套筒灌浆连接、浆锚搭接连接等方式均存在施工繁琐、成本过高等问题,本文提出了一种基于强搭接理念的预制混凝土结构钢筋连接技术,即利用一种套管连接件实现钢筋搭接连接.通过套管连接件接头拉伸试验、拉拔试验,验证该连接方式的有效性,并探究外包混凝土对套管连接件的影响以及灌浆与否对钢筋接头传力的影响.结果表明：钢筋屈服前未破坏,受拉断裂时套管连接件保持完好,此连接方式有效,且当连接件外包混凝土后,混凝土对试件具有约束偏转的作用,此时管内灌浆与否对钢筋接头传力无显著影响.     

加筋土结构筋-土界面特性和筋材位移变化规律试验研究

基于拉拔试验研究加筋土结构筋-土界面正应力、填土压实度与含水率、拉拔速率等对筋-土相互作用特性和筋材位移变化的影响,分析筋材位移的演变规律。研究结果表明：土中筋材各点位移均不同程度滞后于加载端位移,且随与加载端的距离增加而增加,筋材位移呈非线性递减趋势;增加界面正应力、压实度或含水率,相同拉拔力下同一位置处筋材位移呈减小趋势,且距加载端越远,筋材位移受影响越小;筋材拉拔以整体拔出和拉断破坏模式为主,筋材拔出破坏时拉拔力峰值与加载端位移呈近似线性关系,且格栅拉拔力峰值与界面正应力、压实度、含水率或拉拔速率呈正相关关系;增加压实度或含水率,筋-土界面相互作用增强,筋-土界面摩擦角略有增加,但筋-土界面似黏聚力增加明显,且接近填土最佳含水率时界面似黏聚力较大。拉拔特性试验表明,加筋土工程中应严格控制填土含水率,适当的筋-土界面变形有利于发挥筋材作用。     

低层装配式墙体水平缝坐浆连接抗剪性能试验研究

为编制低层装配式墙体在一种新型水平连接形式下抗剪承载力计算规范,对51个预制墙体进行了不同条件的试验研究,对其中的15个纯砂浆连接墙体抗剪承载力及破坏形态进行了分析。研究表明,纯坐浆连接墙体受剪破坏具有明显的脆性破坏特征;轴压比的增加,引起砂浆层上下界面摩擦力的增大,导致抗剪承载力的提高;接地梁上表面与墙板下表面粗糙度对试件抗剪承载力有重要影响。最后,通过试验结果推导出了现有文献中承载力计算的相关参数,该计算式将为设有边缘构件的墙体承载力计算提供相关理论依据。     

用Ti箔连接Si3N4／Ni的界面结构与元素扩散

用Ｔｉ箔在１ ３２３ Ｋ 进行Ｓｉ３Ｎ４ 与Ｎｉ之间的连接,并对连接界面区的微观形貌、成分分布和界面反应产物进行了分析研究． 结果表明：通过Ｎｉ与Ｔｉ之间的相互扩散,在Ｓｉ３Ｎ４ 表面形成浸润良好的Ｔｉ－Ｎｉ液体合金,实测Ｔｉ－２８Ｎｉ共晶合金１ ３２３ Ｋ 时在Ｓｉ３Ｎ４ 表面的浸润角为９°． 基于ＥＤＸ,ＸＲＤ 测定结果和热力学分析,确定界面结构为：Ｓｉ３Ｎ４／ＴｉＮ（反应层Ⅰ）／Ｔｉ５Ｓｉ３＋ Ｔｉ５Ｓｉ４＋ Ｎｉ３Ｓｉ（反应层Ⅱ）／Ｎｉ－Ｔｉ化合物层／Ｎｉ固溶体／Ｎｉ． 反应层Ⅰ和反应层Ⅱ均随连接时间的增加而增厚,但反应层Ⅱ的成长速率和厚度明显高于反应层Ⅰ． 这种界面结构形式在０．９～７．２ ｋｓ 的连接时间范围内始终没有发生变化．     

装配式剪力墙结构新型连接节点的构造与抗震性能研究

装配式结构具有快速施工,节能环保的特点,装配式剪力墙结构符合我国住宅产业化的要求.预制墙体连接技术是制约装配式剪力墙结构使用及抗震性能的关键,提出一种适用于装配式剪力墙连接的新型节点连接技术,通过节点的静力试验及试件低周反复荷载试验,研究和评价新型节点连接的抗震性能,并在试验基础上改进节点连接构造.结果表明:该连接技术锚固性能可靠.在选择合理钢筋埋深和设计的情况下,运用这种连接方法的装配式剪力墙水平缝和竖直缝试件具有与现浇试件相当的抗震性能.     

钢混组合结构中剪力钉群的力学性能及破坏机理试验研究

为研究钢混组合结构中剪力钉群的力学性能和破坏机理,设计并制作了6个群钉推出试验试件和2个群钉拉拔试验试件,8个试件均含有4排×2列共16枚22×200mm剪力钉,进行了推出试验和拉拔承载力试验。通过推出试验,研究分析了推出试件中剪力钉群的受力特性、荷载-滑移规律和破坏机理,并得出了16枚剪力钉的抗剪承载力。结果表明群钉平均极限抗剪承载力与文中作者所做的单枚22×200mm剪力钉推出试验所得到的极限抗剪承载力相比小了20%左右,有较大程度的折减。通过拉拔试验,得到了拉拔力与钢混界面脱开量实测曲线,结果表明试件均是由于混凝土剪切失效而宣告破坏,剪力钉群均未破坏,因此剪力钉在混凝土中需设置足够的锚固长度,防止剪力钉群在达到极限抗剪承载力之前被拉拔出混凝土块。     

钢筋植筋粘结锚固性能的拉拔试验研究

针对34组后植筋和6组预埋钢筋组成的共120个混凝土植筋试样进行了室内拉拔试验,综合对比分析表明钢筋直径、混凝土强度、锚固长度和植筋孔径是影响钢筋平均极限拉拔力与胶-混界面极限平均粘结力的重要因素;混凝土预埋筋和后植筋中钢筋平均极限拉拔力无显著变化,表明采用后植筋补强混凝土强度可以实现与预先埋设钢筋相同的效果;混凝土植筋试件主要表现出钢筋拉断、胶-混界面破坏和混凝土劈裂等三种破坏形式,并基于理论分析推导获得试件拉拔试验中出现试件劈裂破坏时钢筋极限拉拔承载力计算公式.     

基于粒子图像测速的锚板抗拔破坏机理试验研究

锚板拉拔过程是板与周围土体相互作用的过程,研究锚板周围土体的变形破坏机制对锚板抗拔力的预测具有重要意义。基于粒子图像测速（PIV）技术开展了一系列锚板拉拔试验,试验结果表明：PIV技术可以有效地捕捉到不同砂土地基密实度和锚板埋深条件下锚板拉拔过程中周围土体的变形破坏模式。PIV位移场分析结果显示：锚板埋深较浅时,松砂地基中破坏模式呈现直面破坏,密砂地基中呈现斜面破坏;锚板埋深较大时,松砂地基中土体内部锚板上方形成灯泡形影响区,密砂地基中呈现曲面破坏。PIV应变场分析结果表明：无论砂土地基埋深如何,松砂地基中形成的剪切应变带与水平面夹角为45°+φ/2,密砂地基中形成的剪切应变带与垂直面夹角约为φ/4。     

盒式连接全装配式复合墙体抗震性能试验研究

为加大装配式复合结构在低多层建筑的适用性,本文在装配整体式复合结构的基础上进一步优化墙板边界连接构造,提出一种新型的全装配式复合墙结构。对结构中采用盒式连接水平缝的全装配式复合墙体进行拟静力试验,深入研究了该类墙体的破坏模式、滞回特性、承载能力、延性性能、刚度退化规律和耗能能力等抗震性能指标,并对比分析了不同盒式连接件构造Wall shoes（WPC）、集成钢筋式（IPC）、分布钢筋式（DPC）对墙体基本力学性能的影响。研究结果表明：全装配式复合墙体是一种轻质、高强、节能、抗震性能良好的结构受力构件,试件中的填充体、中部肋格、边肋柱依次发挥作用,并得到墙体3个阶段的受力特点。相比DPC试件,IPC的屈服荷载和峰值荷载分别提升6%和10%,WPC分别提升2%和5%;试件的位移延性系数均大于3.3,符合钢筋混凝土结构抗震设计要求;各试件的刚度退化规律基本相同,其中,DPC试件的刚度退化速率最快;各试件的累积耗能均呈累积增长趋势,IPC累积耗能是WPC累积耗能的1.08倍,是DPC累计耗能的1.13倍。3种不同形式盒式连接构造均具有可靠的连接性能,集成钢筋式盒式连接综合抗震性能表现最优,其生产及安装方式也更为简单高效,适合运用于实际工程。     

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.     

防屈曲支撑外伸连接段破坏失效机理及试验研究

防屈曲支撑（buckling-restrained brace,BRB）外伸连接段的稳定控制是保证其正常发挥耗能作用的关键。基于研究者们试验中出现的BRB外伸段破坏形式及特征,分析BRB外伸连接段的失稳破坏过程及破坏失效机理,研究不同失效模式下外伸连接段失稳破坏的影响因素,进而提出改善外伸连接段稳定性能的端部构造形式。基于理论分析推导不同失效模式下相应外围约束单元与外伸连接段控制截面上的轴力与弯矩计算公式,建立不同失效模式下外伸连接段的稳定分析模型,并通过拟静力试验验证所提出端部构造形式的合理性以及稳定分析模型的有效性。研究结果表明：BRB外伸连接段的失稳破坏为约束单元或外伸段控制截面上的压弯作用效应超过其极限承载力而破坏;外伸段的稳定性与支撑端部转角变形的大小密切相关,且BRB耗能单元的高阶多波屈曲变形是引起支撑端部转动变形的直接原因;满足稳定设计准则的条件下,减小外伸段长度及耗能单元与约束单元间间隙值,增加约束过渡段长度可进一步提高和保证外伸段的稳定工作性能;设计制作的符合文中外伸段稳定条件及端部构造形式的3根BRB在试验过程中未出现外伸段的失稳破坏,其外伸段控制截面上的压弯作用效应均处于弹性范围内。研究结论为BRB外伸连接段的稳定设计及相应的稳定控制提供理论参考。