预制柱编码标注与平面整体表示方法研究

依据《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)和《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T51231-2016)提出的预制柱构造设计原则,分析钢筋套筒灌浆连接装配式混凝土预制柱的构造措施,将预制柱的信息要素归纳为总体信息、类型信息、几何信息、钢筋信息、预埋件信息和其他信息,探索构件及其连接通用构造规则,实现构造标准化,在柱平面布置图上标出台模面和装配方向,规定构件的局部坐标系,通过编码表达预制柱,替代构件详图,实现装配式混凝土柱的平面整体表达。

套筒灌浆接头黏结滑移关系的精细有限元分析

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分布,加载端峰值随荷载增加逐渐内移;钢筋与灌浆料间相对滑移从钢筋自由端向加载端递增,超过屈服荷载后在加载端发生激增,并逐渐向里发展;局部黏结滑移曲线大致分为5个阶段,不同锚固位置处曲线的发展趋势大致相同,但其具体路径在发展程度和曲线特征值方面有一定差异;黏结锚固位置函数沿锚固长度大致呈“M”形分布且锚固自由端峰值大于加载端,是锚固位置和相对滑移的二元函数,建议用椭圆曲线和二次曲线进行拟合。该肋尺度精细化有限元模型可用于套筒灌浆连接接头的黏结滑移本构关系的进一步研究。

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%。

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.

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.

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。

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。

循环荷载作用下新型钢筋套筒灌浆连接结构性能

为降低钢筋连接成本,利用普通无缝钢管通过冷滚压工艺加工了一种新型钢筋连接用灌浆套筒,并制作了12个钢筋连接接头试件,通过反复拉压试验及单向拉伸试验研究其连接结构性能.结果表明,该连接能够满足JGJ107-2010规定的强度及变形要求;接头经过反复拉压循环加载后,钢筋极限黏结强度较直接拉伸试件约降低10%;由于套筒的约束作用,钢筋套筒灌浆连接残余黏结强度大于极限抗拉强度的50%;套筒每端内壁环肋数量不宜少于3道,并应根据接头承载力要求的提高而适当增加.

大直径高强钢筋套筒灌浆连接预制柱抗震性能试验研究

设计了6个截面尺寸为600mm×600mm的钢筋套筒灌浆连接预制混凝土柱,对其进行了低周反复加载试验,其中配置的纵筋和箍筋均为500MPa级高强钢筋,受力纵筋直径为25mm和36mm。研究了预制柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及极限承载力,并分析了轴压比、纵筋直径和配箍形式对其抗震性能的影响。研究结果表明:达到峰值荷载时,500MPa级纵筋均能受拉屈服;试件极限承载力的计算值与试验值之比平均为0.78,具有一定安全度;轴压比为0.50的试件的滞回曲线饱满,而轴压比为0.25的试件,其根部灌浆接缝结合面发生破坏并出现了受力纵筋从套筒中拔出的现象,导致其滞回曲线出现捏拢,耗能能力相对较低;各试件的位移延性系数为3.80~5.31,极限位移角为1/47~1/33,均具有较高的延性水平;通过附加架立筋并配置复合箍的方式可保证大直径钢筋预制柱的抗震性能,并建议优选本文的配箍形式二。

套筒连接的预制拼装桥墩抗剪性能试验

为了探究采用灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗剪性能和影响因素,对拼接缝位置、截面中心增设无黏结预应力筋、拼接面增设剪力键齿的预制拼装桥墩试件及现浇混凝土桥墩试件进行了拟静力试验.分析比较了试件的损伤发展过程和最终的破坏模式.从滞回曲线、极限剪切承载力、变形等方面探讨了试件的抗剪性能,并与现浇混凝土试件的抗剪性能进行了比较.试验结果表明,采用灌浆套筒连接构造的预制拼装桥墩主要表现为弯剪破坏模式,变形能力和耗能能力良好,且与现浇试件抗剪性能相近.截面中心增设无黏结预应力筋的试件,可提高抗剪承载力,并降低了残余变形.

隧道内部套筒连接式预制柱基节点力学性能试验研究

随着大直径盾构隧道双层车道结构在公路隧道领域中的快速发展,其内部双层车道结构的施工也逐渐向全预制化方向发展。文章以在建的诸光路隧道内部预制立柱-基座节点为工程背景,设计了套筒连接和整体现浇的2个足尺试件,进行拟静力试验研究。结果表明,预制灌浆套筒连接试件的承载力与整体现浇试件相当,但其延性和耗能能力弱于整体现浇试件;且预制套筒连接试件存在裂缝集中现象,套筒上方混凝土区域裂缝宽度较大。

环境温度对钢筋套筒灌浆连接接头性能的影响

钢筋套筒灌浆连接的施工质量是影响预制装配整体式混凝土结构可靠度的最关键因素。为了研究环境温度以及养护龄期对钢筋套筒灌浆连接施工质量的影响,制作了90个试件进行了单调拉伸试验。研究表明,养护温度越高,灌浆套筒试件的早期极限承载力越高;当灌浆料的强度小于62.5 MPa时,灌浆料的抗压强度与灌浆套筒试件的极限承载力呈线性关系,当灌浆料强度大于62.5 MPa时,灌浆料强度对接头性能影响不大。

灌浆套筒连接钢筋高温后抗拉性能试验

目的研究灌浆套筒连接钢筋高温后的抗拉性能,为采用灌浆套筒连接钢筋的装配式钢筋混凝土结构火灾后性能评估提供依据.方法选定直径为25 mm的钢筋,用灌浆套筒连接,制作5个试件,分为三组.第一组1个试件,不升温,用于抗拉性能对比.第二组和第三组各有2个试件,在火灾试验炉中按ISO 834曲线升温15 min和25 min,用热电偶采集受火试件内灌浆料的温度时间曲线,受火试件的温度降到室温后,在试验机上进行拉伸试验,测出5个试件的极限承载力.结果根据试验结果,初步确定影响试件破坏形式的灌浆料临界温度在700℃附近,拟合出了在ISO 834升温曲线下灌浆料经历的最高温度与套筒连接试件极限承载力之间关系的经验公式.结论火灾产生的高温会降低灌浆料的力学性能,对高温后套筒连接钢筋试件的极限承载力有明显影响;拟合的经验公式对装配式钢筋混凝土结构火灾后性能定量评估具有重要的参考价值.

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.

装配式建筑钢筋套筒灌浆连接施工技术的研究

针对当前装配式建筑钢筋套筒灌浆连接施工中存在的问题,分析装配式建筑钢筋套筒灌浆连接原理和其施工工艺流程,从灌浆料的抗压强度偏低、预制剪力墙吊装完后套筒钢筋误差大、灌浆时排浆孔不出浆、灌浆料饱满度不够、灌浆料饱满度检测等存在的问题进行分析与思考解决,以更利于钢筋连接受力与结构的安全。

隧道内部预制装配式柱基节点有限元分析

近年来,大直径盾构隧道双层车道结构在公路隧道领域得到快速发展,其内部双层车道结构的施工也逐渐向全预制化方向发展。以在建的上海市诸光路隧道为背景,对其内部立柱-基座预制节点进行研究。通过ABAQUS有限元软件,对整体现浇、灌浆套筒连接、灌浆波纹管连接三种试件进行了三维精细化有限元分析,分析结果表明:预制灌浆套筒和灌浆波纹管连接节点试件承载力与整体现浇试件相同;灌浆波纹管连接试件与整体现浇试件在柱底出现塑性铰;灌浆套筒连接试件除在柱底出现塑性铰外,套筒上方钢筋应力和混凝土损伤也较大。

钢筋套筒灌浆料研制与检测

钢筋套筒连接技术是装配式混凝土建筑中主要采用的连接技术,其中灌浆料是重要的连接材料。针对自主研制的装配式建筑用钢筋套筒灌浆料,进行灌浆料性能及套筒灌浆连接接头性能研究,并经第三方检测,证明研发的灌浆料产品满足国家相关标准要求,可用于后续工程施工。考虑到广东省发展装配式建筑的需要,建议广东省相关检测单位尽快购置套筒灌浆连接接头专用设备开展相关检测业务。

钢筋套筒灌浆连接施工质量控制措施

钢筋套筒灌浆连接是装配式混凝土结构建筑受力钢筋的重要连接方法,通过对该连接施工工艺和材料特点的分析,阐明了影响连接质量的关键因素:预制阶段为灌浆连接接头性能和套筒质量、钢筋和套筒的定位精度等,安装阶段为灌浆部位密封质量、灌浆作业工艺和构件保护措施等。提出了一套较完整的保证施工质量的技术措施。工程实践表明,该措施施工效果良好。

装配式结构钢筋套筒灌浆连接在低温条件下的可行性研究

针对低温环境下装配式结构灌浆施工的可行性进行研究,在负温灌浆料未发布明确标准前,又因各种原因必须进行冬期施工的灌浆施工,提供一种可行性技术方案。主要介绍了模拟冬期施工,进行结构灌浆的试验研究工作,包括试验原理、试验准备、试件制作及试验数据的采集和分析,得出通过构件内部电伴热加热的方法,能够保证施工质量。

低温条件下套筒灌浆料应用性能的研究

套筒灌浆料的应用性能对装配式建筑节点连接质量影响重大,但低温限制了套筒灌浆料性能的发挥。通过研究拌合水温度、环境温度对套筒灌浆料力学性能、接头试件抗拉性能以及施工应用性能的作用与影响,探索出了简便可行的套筒灌浆料冬期施工工艺。