钢筋半套筒灌浆连接的静力拉抻试验研究

为了研究钢筋半套筒灌浆连接试件的力学性能,对14个钢筋半套筒灌浆连接试件进行了静力拉伸试验,试验中研究的主要参数为钢筋直径、套筒尺寸以及钢筋偏位.研究表明:所采用的半灌浆套筒满足强度要求;试件发生了钢筋拉断、钢筋刮犁式拔出和套筒滑丝3类破坏;当破坏形态为钢筋拉断时,钢筋是否偏位对试件的承载力几乎没有影响.在试验结果及分析的基础上,提出了防止试件发生钢筋刮犁式拔出和套筒滑丝破坏的设计方法.

钢筋半套筒灌浆连接高温后的力学性能试验研究和粘结滑移分析

为避免装配式混凝土结构中钢筋半套筒灌浆连接在火灾后发生失效而造成严重后果,制作了27个14 mm钢筋半套筒灌浆连接试件,并通过高温后的单向静力拉伸试验研究其高温后的力学性能.试验结果表明,钢筋半套筒灌浆连接试件高温后存在钢筋拉断、钢筋刮犁式拔出2种破坏模式,且浇水冷却使试件更容易出现后一种破坏模式;试件在拉伸过程中灌浆端连接钢筋与套筒之间会产生相对滑移,且随着外部温度的升高滑移量呈现非线性的增长趋势;基于600℃高温后的试验结果,依据已有黏结强度公式,给出了避免试件灌浆段钢筋在高温后发生刮犁式拔出破坏的建议;通过对试件弹性阶段的钢筋滑移量进行近似分析,得到了高温后自然冷却条件下钢筋滑移量与温度的二次函数关系曲线.

钢筋轴线偏心半套筒灌浆连接高温后的单向拉伸试验研究

为研究火灾后带钢筋轴线偏心的半套筒灌浆连接(half grouted sleeve connection,HGSC)的单向受拉性能,对48个HGSC进行了单向静力拉伸试验,研究了钢筋轴线偏心和高温对不同钢筋直径的高温后HGSC力学性能的影响,并结合已有研究给出工程意见.结果表明:高温后带钢筋轴线偏心的HGSC主要发生钢筋拉断破坏与钢筋拔出破坏,且随着钢筋轴线偏心率的增大和温度的升高,试件更可能发生钢筋拉断到拔出破坏的转变;钢筋轴线偏心会在高温基础上进一步影响连接性能,钢筋偏心试件的荷载最大下降至无缺陷试件的94%,滑移量最大增加至173%;建议对HGSC和含该连接的装配式混凝土结构进行设计、施工、火灾后性能评估与修复时,考虑火灾温度和钢筋轴线偏心率的影响,要求不出现钢筋拔出破坏,且破坏时钢筋与灌浆料之间没有明显滑移;焊接能有效地解决连接螺纹端加工质量不佳的问题.

钢筋半套筒灌浆连接的高温静力拉伸性能

对12个钢筋半套筒灌浆连接试件在高温下进行了静力拉伸试验,并将12根同批次钢筋在同条件下进行试验作为参照.研究了温度对钢筋半套筒灌浆连接的影响,以及钢筋半套筒灌浆连接与钢筋在高温下力学性能的差异.结果表明:半套筒灌浆连接试件在高温下的极限抗拉强度与钢筋相近,试件破坏形式为钢筋被拉断、钢筋刮犁式拔出两种;钢筋半套筒灌浆连接在200℃及以下温度条件下与钢筋单向拉伸的本构关系相似,在400℃及以上温度条件下其力学性能与钢筋存在一定差异;在常温及400℃高温下,试件的破坏模式均为钢筋被拉断,在600℃高温下半套筒灌浆连接灌浆段钢筋可能先被拨出,而非拉断.

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。

预制剪力墙半套筒灌浆钢筋高精度定位与质量控制技术

依托前滩中粮壹号公馆项目,对半套筒灌浆连接技术的难点进行了分析。通过方案的比选与优化,最终使用了全新的钢套板定位技术。通过工程实践表明,采用这一全新的钢套板定位技术,保证了工程进度,确保了工程的质量,为今后类似的工程提供了借鉴。

带锚固板半灌浆套筒拉伸性能数值分析

为避免半灌浆套筒连接件因黏结滑移产生的连接件失效,提出一种将锚固板应用于半灌浆套筒中的方式,以提高半灌浆套筒连接件的可靠性及力学性能。采用ABAQUS软件,考虑钢筋与灌浆料之间的黏结滑移及灌浆料塑性损伤情况,设置不同直径钢筋、有无锚固板的有限元模拟试件组,采取位移加载方式对试件组进行单调拉伸。结果表明:同一直径下,随着钢筋锚固长度增大,钢筋-灌浆料之间黏结强度增大,半灌浆套筒连接件伸长位移减小;同一锚固长度下,随着钢筋直径增大,钢筋-灌浆料之间相对滑移增大,半灌浆套筒连接件伸长位移增大,同时,增加锚固板后限制效果也更明显;增加锚固板避免了钢筋锚固长度≤8d(d为钢筋直径)时的钢筋拔出破坏形式;无锚固板连接件的钢筋-灌浆料界面的黏结作用范围有限;锚固板发挥承压作用,远离荷载端一侧的钢筋应力显著减小。因此,可以考虑通过带锚固板的方式增加半灌浆套筒连接件的性能。

不同位置连接半灌浆套筒预拼桥墩抗震性能试验研究

为研究半灌浆套筒于不同位置处连接预拼桥墩的抗震性能,设计制作了3个套筒分别位于墩身顶部(YZD-T试件)、中部(YZD-M试件)、和底部(YZD-B试件)连接的预拼桥墩试件和1个整体现浇桥墩试件(XJD试件),通过低周反复加载试验研究了各试件的抗震性能。研究表明:半灌浆套筒连接的预拼桥墩试件与整体现浇桥墩试件均呈弯曲破坏且具有较强承载力;各预拼桥墩试件位移延性系数差在5%范围内,且均小于整体现浇试件;YZD-M试件屈服位移最大;YZD-T试件和YZD-B试件破坏时,YZD-M试件的刚度分别比XJD、YZD-T试件和YZD-B试件高8.26%、13.53%和20.02%,其累计耗能与XJD试件相差不大,分别比YZD-T试件和YZD-B试件大1.95%和23.72%。相较而言,预拼桥墩试件中,位于墩身中部连接的预拼桥墩试件抗震性能最好,可作为预拼桥墩设计时的推荐方案。

高温下的钢筋半灌浆套筒黏结性能研究

为研究热力耦合作用下试件的破坏形态和承载能力以及不同条件变量下套筒连接试件中钢筋灌浆料粘结滑移曲线的变化规律,文中对48个钢筋半灌浆套筒连接试件进行常温和高温下不同初始应力条件下的轴向拉伸试验。基于试验结果,拟合得到了不同温度下钢筋与灌浆料粘结滑移关系方程,对钢筋半灌浆套筒中钢筋与灌浆料间的粘结滑移进行有限元模拟,验证试验得到的粘结滑移公式的合理性、准确性。

装配式结构中半灌浆套筒钢筋连接的本构关系研究

以山东省青岛市某多层装配式商业办公楼为研究背景,运用室内试验的方法,制作了半灌浆套筒头钢筋连接模型,通过单调拉伸试验和反复循环加载试验获得其应力-应变曲线,提出半灌浆套筒头钢筋的本构关系曲线模型。结果表明,钢筋拉伸试件的应力应变曲线大致呈4个阶段的变化过程,分别为弹性变形阶段、屈服变形阶段、塑性非线性变形阶段、塑性破坏阶段;半灌浆套筒试件的应力应变曲线变化过程与单向拉伸钢筋的应力应变曲线不同,应变极限值远远小于钢筋的应变极限值,应力应变曲线大致呈3个阶段的变化过程,分别为弹性变形阶段、屈服变形阶段、塑性破坏阶段;HRB400钢筋的本构关系模型为4段式,半灌浆套筒的本构关系模型为3段式,反复循环加载试验进一步验证了本构关系模型的可靠性。

半灌浆套筒连接件抗拉伸性能有限元研究

为了研究半灌浆套筒连接件的抗拉伸性能,采用数字建模方法建立半灌浆套筒有限元模型,研究了钢筋直径、灌浆料强度、钢筋锚固长度、钢筋偏置缺陷等参数的影响规律。研究结果表明,所建立有限元模型能很好地模拟半灌浆套筒连接件的拉伸全过程,且分析结果与试验结果较吻合;随着钢筋直径的增大,半灌浆套筒连接件的极限荷载值和极限位移值均增大;当钢筋锚固缺陷大于2 d时,灌浆料与混凝土间将产生粘结滑移,为防止灌浆料被压碎,建议灌浆料强度应大于100 MPa;钢筋偏置缺陷导致连接件强化阶段荷载值略微降低,沿钢筋受力方向的应力值增大。

钢筋半灌浆套筒性能的试验研究

目前灌浆套筒作为常用的装配式建筑构件连接形式,其性能直接关系到装配式建筑的整体性能。研究按照行业规程中对钢筋灌浆套筒轴向拉伸性能的要求,对多组半灌浆套筒分别进行了单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压的试验研究,通过对试验结果的分析,验证了不同连接钢筋直径的半灌浆套筒的轴向拉伸性能和其作为装配式建筑连接件的可行性。

半灌浆套筒连接技术在装配式结构中的应用研究

半灌浆套筒头钢筋连接在多层装配式商业办公楼建筑中得到广泛应用,通过单调拉伸试验和反复循环加载试验获取应力-应变曲线,进而分析本构关系曲线模型,包括弹性变形阶段、屈服变形阶段、塑性非线性变形阶段和塑性破坏阶段。试验中主要采用HRB400钢筋,本构关系模型对于精确描述材料性能至关重要,这些成果为多层装配式商业办公楼的设计和施工提供了重要依据。

高温后半灌浆套筒抗拉性能试验研究

对灌浆料标准试块和铸铁半灌浆套筒连接件进行了常温、200℃、300℃、400℃、600℃的抗压强度试验和单向拉伸试验。研究了温度对灌浆料性能的影响,以及锚固长度、保护层厚度对高温后半灌浆套筒钢筋连接试件抗拉性能的影响,分析了高温后半灌浆套筒连接破坏模式的转变。结果表明:灌浆料抗压强度随温度的升高而降低,在经历600℃高温后,灌浆料抗压强度损失达73%;套筒试件经历高温后由钢筋屈服后断裂破坏逐渐变为钢筋屈服拔出破坏,最终变为钢筋屈服前拔出破坏;无保护层试件抗拉性能在各个温度下均低于有保护层试件。基于试验数据给出了灌浆料抗压强度随温度变化的计算公式及半灌浆套筒极限拉力随温度和锚固长度变化的计算公式,为相关设计及工程施工提供参考。

钢筋的半灌浆式套筒连接技术研究

半灌浆式套筒因采用了螺纹连接和粘结连接共同工作的方法,有效地减小了套筒长度并减少了灌浆用量。由有限元软件模型计算可知,在施加超过钢筋抗拉强度的外荷载作用后,钢筋会因局部应力过大而断裂,而套筒所受应力相对其屈服强度较小,仍可正常工作,所以半灌浆式套筒可保证连接强度达到并超过钢筋强度。通过对半灌浆式套筒进行单向拉伸试验、高应力反复拉压试验、大变形反复拉压试验,试验的结果表明半灌浆式套筒的强度和连接性能都符合相关标准的要求。

新型焊接半灌浆套筒连接性能试验研究

为解决大直径钢筋连接灌浆套筒长度过长的问题,提出一种新型焊接半灌浆套筒。通过焊接接头单向拉伸试验和焊缝熔池宏观金相检验,主要研究了接头连接性能随焊枪角度、焊接电流和电弧电压的变化关系。结果表明:焊枪角度为75°时,单边V形坡口的熔池形状和接头性能可等同V形坡口;当I=210~230A,U=24~26V时,接头的综合性能最优。经型式检验,套筒连接性能满足规范要求。

灌浆缺陷对半灌浆套筒接头力学性能影响的试验研究

为研究不同程度竖向顶部脱空灌浆缺陷对半灌浆套筒接头力学性能的影响,设计和制作了灌浆饱满度分别为60%~100%的五种钢筋试件,并对其进行了单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压试验,分析了不同加载工况下半灌浆套筒接头的破坏模式、抗拉强度、残余变形和灌浆料破坏深度。结果表明:在单向拉伸荷载作用下,灌浆饱满度超过60%后,各试件均未发生钢筋拔出破坏,抗拉强度和残余变形基本一致;在高应力反复拉压和大变形反复拉压荷载作用下,60%灌浆饱满度的试件出现钢筋拔出破坏;随着灌浆饱满度提高,试件残余变形逐渐减小。

低负温下锚固长度对半灌浆套筒连接性能试验研究与数值模拟

为研究低负温下锚固长度对半灌浆套筒连接力学性能的影响,本文在-5℃低负温环境下,设计并制作了7组21个不同锚固长度的半灌浆套筒钢筋连接试件,通过单向拉伸试验,研究锚固长度对套筒连接破坏形态、承载力、以及变形能力的影响,并采用ABAQUS进行数值模拟。研究结果表明:试件破坏形式为钢筋拉断破坏和钢筋拔出破坏;钢筋锚固长度减小对试件承载力及变形性能影响较大,当锚固长度≤4d时,发生钢筋拔出破坏,试件承载力和变形能力均显著降低,当试件≤3d时,未达到屈服段,承载力影响很大。锚固长度为4.6d时,位于临界锚固长度,灌浆料对钢筋的锚固性能和钢筋的极限抗拉强度处于平衡状态。通过有限元分析,模拟结果与试验结果吻合较好,屈服荷载、极限荷载误差均在5%以内。

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%。

某装配式框架建筑的PC竖向结构半灌浆套筒施工关键技术研究

PC竖向结构半灌浆套筒连接可以实现柱剪力墙和框架梁等多个建筑构件的工厂预制化,显著提高建筑的装配率,具有广阔的市场前景。本文依托某工厂的装配整体式被动式建筑,对PC竖向结构半灌浆套筒施工的原理、施工重点、施工难点及质量控制等进行了详细的归纳总结,具有较高的借鉴性和可操作性,可以有效助力建筑装配化的发展和推广。