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。

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。

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。

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.

冷挤压套筒连接装配式梁柱节点抗震性能试验研究

为研究冷挤压套筒连接装配式梁柱节点的抗震性能,完成了7个装配式梁柱节点和1个现浇节点试件的拟静力试验,研究了试件的破坏形态、滞回特性、延性性能和耗能能力.结果表明,在相似的参数条件下,装配式梁柱节点具有与现浇节点相当的耗能能力和综合抗震性能.设计成梁端弯曲破坏、柱压弯破坏和节点核心区剪切破坏的节点均实现了预期的破坏形态.装配式试件等效极限层间位移角均大于1/33;设计成梁端破坏的试件延性系数均大于3.6,归一化总滞回耗能均大于4.5,在极限状态下,等效黏滞阻尼系数均大于0.2;设计成柱破坏和节点破坏的试件延性系数均小于3.0,归一化总滞回耗能均小于2.2,极限状态下等效黏滞阻尼系数均小于0.15.合理设计的钢筋冷挤压套筒连接装配式节点具有良好的抗震性能.

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。

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.

梁纵筋锚固板锚固装配整体式梁柱边节点抗震性能试验

为研究柱纵筋套筒挤压连接、梁纵筋锚固板锚固的叠合梁-预制柱后浇核心区装配整体式边节点的抗震性能,进行了1个核心区剪切破坏和1个梁端弯曲破坏的边节点试件PEJ1和PEJ2的拟静力试验.结果表明:试件PEJ1核心区箍筋先于梁纵筋屈服,核心区混凝土严重剪切破坏,试件PEJ2核心区箍筋未屈服,梁固端混凝土压溃、纵筋严重屈服,2个试件均实现了预期的破坏形态;2个试件的力-位移滞回曲线有一定程度的捏拢,试件PEJ1滞回曲线捏拢程度略大、峰值后骨架线下降较快;2个试件的承载力试验值与规范相应公式计算值的比值分别为1.30和1.26,等效极限层间位移角分别为1/28和1/22;试件PEJ1峰值时梁变形为主,极限点时核心区剪切变形为主,试件PEJ2梁变形为主,核心区剪切变形占总变形不到5%;2个不同破坏形态试件的梁纵筋锚固板锚固未失效,后浇核心区装配式边节点梁纵筋可采用锚固板锚固.

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。

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%。

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。

地铁车站预制装配新技术研究策略

结合国内首次在地铁车站工程中研究和成功应用预制装配技术的情况,对大型地下结构预制装配新技术研究策略进行全面深入的分析和探讨,介绍国内外地下工程预制装配技术应用现状,分析预制装配技术应用于地面建筑和地下结构的不同特性,提出地铁车站预制装配关键技术及研究要点,并介绍取得的主要技术经济和社会效益。

钢筋连接用套筒灌浆料耐火性能试验研究

考虑自然冷却方式下,对不同高温以及持续不同时间后的钢筋连接用套筒灌浆料试块进行了抗折强度和抗压强度试验,并与常温下的试验结果进行对比。同时,应用SEM对试块进行了微观结构分析。结果表明,随着温度的升高,灌浆料试块内部孔洞数量逐渐增多,尺寸逐渐增大,凝胶体结构致密程度逐渐下降并出现裂缝和局部破碎,600℃高温处理后劣化最严重;抗折强度和抗压强度均随温度的升高而下降,但抗压强度降低幅度小于抗折强度降低幅度。相同温度下,持续时间较长时,抗折强度则趋于稳定。试验结果可为装配式混凝土结构火灾后的性能评估提供参考依据。

高速铁路钢筋套筒灌浆连接式拼装桥墩设计及建造技术研究

为将预制拼装桥墩和钢筋套筒灌浆连接技术应用于高速铁路工程,开展了设计、试验、施工等方面的研究,主要研究成果有:(1)通过方案研究和比选,提出并确定了合理的结构形式和连接形式,满足工程要求;(2)针对钢筋套筒灌浆连接技术进行了材料试验和灌浆套筒接头试验,首次采用足尺寸方式开展静力试验,试验证明灌浆套筒接头满足结构受力要求,拼装墩和现浇墩具有相近的力学和抗震性能;(3)开展建造技术研究,解决了铁路桥墩大体积大节段拼装、异形断面精度控制、顶帽与多墩柱间同步安装等关键问题,形成一套完整的施工工法和建造技术。

某装配整体式混凝土剪力墙结构高层住宅楼结构设计

某高层住宅楼采用装配整体式混凝土剪力墙结构。预制剪力墙竖向钢筋采用钢筋套筒半灌浆连接,水平钢筋采用现浇节点整体式接缝连接。本着设计、生产与施工一体化的协同建造思想,为便于现场施工、节约工程造价,推出了一种预制剪力墙水平钢筋整体式接缝连接的改进型现浇节点,提供预制剪力墙连接节点详图、预制剪力墙模板图及配筋图,对装配整体式混凝土剪力墙结构高层住宅楼结构设计具有一定的参考价值。

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。

装配整体式剪力墙结构设计及关键施工技术控制

以某高层装配整体式剪力墙结构住宅为技术背景,针对设计过程中主体结构平面优化、结构拆分、装配率计算、节点连接构造、施工过程中钢筋灌浆套筒施工控制措施等均做了一定的研究和总结;为避免预制墙板现场安装过程中钢筋碰撞问题,设计提出取消在其端部设置暗柱的常规做法,其相应部位按普通外墙设计,极大地提高了施工效率。相关方法与思路可为类似结构提供参考。