套筒灌浆搭接及对接接头高应力反复拉压试验

为比较套筒灌浆搭接及对接接头间力学性能差异,进行了41个搭接接头和20个对接接头的单拉及高应力反复拉压试验。结果表明:单拉及高应力反复拉压时,两种接头均能实现最大力下总伸长率大于6%、延性系数大于4,强度基本满足规范要求;高应力反复拉压后单拉时,两种接头承载力均有所提高,但接头初始刚度和延性下降;防偏转措施可减少搭接接头残余变形,但其约束刚度有限,搭接接头残余变形略大于对接接头,防偏转搭接接头及对接接头残余变形基本满足规范要求;高应力反复拉压后单拉时,搭接接头套筒中部截面在加载前期纵向受拉、环向受压,加载后期纵向受压、环向受拉,对接接头套筒加载过程中均为纵向受拉、环向受压;高应力反复拉压结束后单拉时,防偏转、不防偏转搭接接头套筒中部截面近钢筋侧最大纵向拉应变分别为对接接头的0.10~0.39倍、0.13~0.18倍,最大环向压应变分别为对接接头的0.09~0.49倍、0.02~0.32倍,搭接接头对套筒材性要求较低;钢筋直径相同时搭接接头材料成本较对接接头降低约35%。

高应力反复拉压作用下钢板组合单边螺栓钢筋机械连接性能试验研究

针对预制混凝土楼板钢筋直径较小,装配时无法直接使用灌浆套筒完成钢筋连接的问题,提出一种高强钢板组合单边螺栓钢筋机械连接件,仅从楼板表面即可实现钢筋等强连接。为研究钢板组合单边螺栓钢筋机械连接接头在地震作用下的连接性能及工作机理,对2组6个试件分别进行高应力反复拉压试验和单向拉伸试验,重点考察破坏形态、连接钢盖板沿长度方向及宽度方向应变、高强螺栓轴向应变和开槽钢筋应变等。结果表明:相同锚固长度条件下,2组试件的最终破坏模式、极限承载能力无明显区别,但接头变形性能有一定差别,高应力反复拉压试验中极限荷载所对应位移增加约32%,钢筋拉断时位移增加约24%;锚固区钢筋和接头端部钢筋荷载-应变曲线变化趋势无明显区别,高应力反复拉压作用对钢盖板轴向应变和横向应变特征基本无影响;高应力循环作用结束时,高强螺栓压应变增加约30×10^(-6),循环作用对螺栓预紧力的影响较小;试件屈服比、强度比及延性比的均值分别为1.07、1.56和7.92,锚固长度为3 d(d为连接钢筋公称直径)的试件钢筋拔出,可以对连接齿钉的构造进行优化,减小齿钉间距和增加咬合面以提高锚固性能。

缺陷可检修型半灌浆套筒连接高应力反复拉压性能试验研究

为解决灌浆套筒饱满度缺陷引起的连接性能不可靠问题,研究团队前期提出了一种缺陷可检修型半灌浆套筒连接。为明确高应力反复拉压荷载下该套筒的连接性能,该研究考虑2种钢筋直径、4种灌浆缺陷率和2种修补方式影响,制作了26个试件进行高应力反复拉压试验,对比分析无缺陷、不同缺陷和缺陷修补套筒连接的破坏形态、承载力和变形能力的异同。结果表明:反复拉压荷载对较高缺陷率试件影响显著,当缺陷率达到一定阈值时,试件出现钢筋滑移破坏,承载力和变形能力显著低于无缺陷构件,该阈值随着钢筋直径的增大而减小;对于直径为20 mm、缺陷率为60%的试件,在钢筋尚未屈服前即发生粘结滑移破坏;无缺陷和缺陷修补试件破坏模式则均为钢筋拉断,且承载力和变形能力基本一致,采用灌浆料和植筋胶修补均可满足规范要求,验证了新型套筒修补的合理性和可靠性。

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,对接头的变形性能有一定影响,钢筋屈服前刚度降低约40%,拉断时伸长率约增加26%;套筒端部区段钢筋的应变分布曲线在拉、压阶段明显不同。经20次循环后,套筒端部区段钢筋在最大拉载时的应变值趋于一致;高应力反复拉压作用对套筒的轴向应变和环向应变基本无影响,钢筋屈服前套筒的约束效果不明显。

Ф75圆钢机械连接接头型式检验研究

对Ф75mm圆钢机械连接接头进行了型式检验。目前我国还没有出台大直径圆钢机械连接接头型式检验技术规程,参照《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107—2003,对试验过程和方法进行了有意义的尝试和探索,成功地完成了圆钢机械连接接头型式检验各单项内容,由于该圆钢直径特别大,在某种意义上填补了国内该项试验的空白。

灌浆不足对钢筋套筒连接力学性能影响试验

基于已有钢筋套筒灌浆连接的研究成果,通过人为控制灌浆料含量,模拟实际工程中灌浆不足的缺陷,进行套筒连接的静力下单向拉伸试验,研究不同灌浆料含量对静力下钢筋套筒灌浆连接的力学性能、变形性能的影响;进行滞回受力下的高应力反复拉压试验和大变形反复拉压试验,研究不同灌浆料含量对钢筋套筒灌浆连接抗震性能的影响.试验考虑灌浆料含量为影响因素,以钢筋上表面灌浆料的覆没厚度为变量反映水平连接的灌浆料含量,以上侧钢筋在灌浆料中的锚固长度为变量反映竖向连接的灌浆料含量.试验结果表明,钢筋套筒灌浆连接的破坏模式包括钢筋拔出和钢筋拉断,主要取决于钢筋与灌浆料间黏结承载力与钢筋抗拉承载力的相对大小,黏结承载力主要受灌浆料含量的影响.

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。

钢筋约束浆锚搭接连接的试验研究

为了研究钢筋约束浆锚搭接连接的施工工艺和可靠性,设计制作了144个钢筋约束浆锚搭接连接的钢筋搭接试件。对其中72个试件进行了单向拉伸试验,对其余72个试件进行了高应力反复拉压试验,试验中综合考虑了纵向钢筋直径、纵向钢筋搭接长度、箍筋体积配筋率、混凝土强度等不同因素对其破坏机理和粘结强度的影响。试验结果表明,钢筋约束浆锚搭接连接施工方便、连接可靠,是当前预制装配式剪力墙体系中较可靠的钢筋连接形式之一。