预制装配式结构GFRP灌浆套筒设计与数值分析

目前,装配式混凝土结构预制构件的连接主要采用钢筋灌浆套筒技术,由于钢套筒在耐腐蚀性和灌浆密实度检测等方面存在不足,从而限制了装配式混凝土结构的发展和应用。为解决此问题,文章采用玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)作为套筒材料,设计出一种GFRP全灌浆套筒,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、对电磁波无屏蔽作用等优点;基于ABAQUS有限元软件,提出一种可用于模拟GFRP灌浆套筒单向拉伸的方法,并与已有GFRP灌浆套筒试验进行对比分析,验证该方法的可行性和准确性;利用该方法对8个不同参数的GFRP灌浆套筒进行数值模拟,分析其受力性能、失效特征及设计参数。结果表明,钢筋锚固长度不小于7.5倍连接钢筋直径、套筒直径40～50mm、套筒厚度不小于5mm时,GFRP灌浆套筒连接接头满足相关规范中Ⅰ级接头中单向拉伸强度要求,且具有理想的破坏形式。     

装配式桥墩套筒灌浆密实度的检验方法

近年来,在国家相关政策的大力推动支持下,装配式建筑得到快速发展.本文结合本工程桥墩立柱采用的预制拼装工艺,拟采用:①灌浆料理论用量计算与现场实际用量对比;②套筒对中纵向剖切;③套筒抗拉拔检测.利用三种检验方法(数理计算、直接观察及定量检测),均取得了较好的试验效果,为本工程的预制立柱现场安装验收通过提供了较好的依据,并...     

套筒水平灌浆缺陷复灌前后对套筒钢筋受拉性能的影响

为检测灌浆套筒由于灌浆不密实对套筒钢筋的受力影响,设计制作了灌浆率为100％、80％、70％、60％的4组不同的套筒进行了拉伸受力试验来验证缺陷对受力的影响程度.结果表明:无缺陷灌浆套筒连接的屈服强度和抗拉强度均满足标准要求,和钢筋力学性质完全一致.对灌浆率为80％灌浆套筒连接的屈服强度能够满足标准要求,但时最大应力只相当于钢筋的屈服强度.对灌浆率为70％灌浆套筒连接未达到屈服强度就被拔出,最大强度仅为钢筋标准屈服强度的33％.对灌浆率为60％灌浆套筒钢筋加载初期就被拔出,最大强度仅为钢筋标准屈服强度的9％.采用高强无收缩灌浆料(GWL)和套筒高强灌浆料(TGL)进行复灌对比试验,采用GWL的套筒不能满足受力要求,其原因是流动性不能满足要求,采用TGL的套筒的力学性能满足规范要求,在工程检测中如发现灌浆缺陷,采用复灌方法是可以解决的,其中灌浆料的选择尤为重要.     

套筒灌浆密实度直接冲击振动检测方法

装配式建筑结构一般由多个预制构件,通过钢筋套筒灌浆连接形成.然而,目前工程上对套筒内的灌浆密实度还没有可靠的检测和分析判断方法.本文设计一种带有全桥应变片的装置,可对套筒内钢筋产生短脉冲激振,然后对振动信号的时域和频域进行分析,从而实现对套筒灌浆密实度的定性及定量判断.结合室内原型试验,分析不同灌浆密实度的钢筋套筒受冲...     

装配式半灌浆套筒连接施工及灌浆质量检验

为提高装配式半灌浆套筒连接施工质量,明确装配式半灌浆套筒结构.设计装配式半灌浆套筒连接施工方法,在施工前期检查连接部位,固定构件,在施工中期连接封堵,在施工尾期保护灌浆后节点,完成装配式半灌浆套筒连接施工.并通过工艺检验以及灌浆接头抗拉强度检验,检验装配式半灌浆套筒灌浆质量.     

灌浆套筒连接中高强钢筋锚固长度研究

以既有的灌浆套筒中钢筋与灌浆料的黏结试验数据为样本,以钢筋直径、锚固长度、套筒内径和套筒壁厚等主要影响参数为因变量,基于响应面法提出具有普适性的黏结强度计算表达式,并得出当采用高强钢筋时套筒接头所需的钢筋黏结长度.在此基础上,采用ABAQUS有限元软件对有环形凹槽的钢套筒的受力性能进行数值模拟分析.公式计算及数值模拟结果表明:对于HRB400及HRB500级钢筋,采用锚固长度为7d是可行的,但对于HRB600级钢筋则应采用的锚固长度为8d.     

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。     

不同套筒连接装配式剪力墙抗震性能对比分析

以3个剪力墙的拟静力试验为基础,结合非线性有限元分析结果,对比分析了灌浆套筒连接装配式剪力墙和冷挤压套筒连接装配式剪力墙的抗震性能,重点考察其破坏形态、耗能能力以及延性性能这三方面的指标.研究结果表明:在连接件可靠的情况下,套筒连接装配式剪力墙的延性优于现浇试件,灌浆套筒连接装配式剪力墙的延性优于冷挤压套筒连接装配式剪...     

考虑钢筋偏心影响的新型灌浆套筒力学性能

为了研究钢筋偏心对新型灌浆套筒连接件的套筒应力-应变、灌浆料应力-应变、连接件侧向变形等性能参数的影响,在钢筋整体偏心试件的单向拉伸实验基础上,采用基于内聚力接触属性、三维实体单元及显示动力学的有限元软件ABAQUS建模方式,对钢筋整体偏心与局部偏心2种偏心类型共11个新型灌浆套筒偏心试件进行有限元模拟;结合有限元模型与实验结果,验证该建模方式有限元分析的可靠性。结果表明：套筒最大轴向应力、应变与钢筋偏心距呈正相关;钢筋偏心导致套筒试件产生附加弯矩及侧向位移,造成套筒、灌浆料应力-应变分布不均,应力集中现象明显,增加套筒试件侧向失稳的可能性,降低试件的极限承载力;有限元模型模拟结果与实验结果吻合良好。     

对装配式混凝土建筑套筒灌浆质量检测方法的分析

本文首先简要阐明了装配式混凝土建筑套筒灌浆的概况,然后围绕着套筒灌浆的超声波检测、利用传感器的质量检测、冲击回波相关检测方法、工业技术质量检测策略以及套筒灌浆的其他检测法五个层面,探讨了对装配式混凝土建筑的套筒灌浆质量检测方法,以供参考.     

灌浆套筒装配式桥墩的施工工艺及其应用

装配式桥墩的施工是一种比较成熟的施工方式,该方式性能可靠,施工便捷,极大缩短了施工工期。灌浆套筒连接是装配式桥墩的主要连接方式之一,结合施工工艺的经验,阐明套筒的构造,工作原理,整个施工流程及注意的事项。同时对装配式桥墩施工过程中的风险进行分析并提出建议,对装配式桥墩的施工具有指导意义。     

套筒截面尺寸对套筒灌浆搭接接头拉伸性能影响试验

为研究套筒截面尺寸对套筒灌浆搭接接头受力性能的影响,进行了39个套筒厚度、内径不同试件的单向拉伸试验,研究了其破坏形态、极限承载力、延性、钢筋和套筒应变等性能. 结果表明：试件的破坏形式有钢筋拉断破坏和钢筋拔出破坏;由于加载偏心影响,试件的有效搭接长度约为设计搭接长度的81%;套筒内径相同时,在一定厚度范围内,随壁厚增加,套筒约束增强,试件承载力增大;套筒壁厚相同时,壁厚较小（1.5?mm）时,约束较弱,内径（类似保护层厚度）越大,试件承载力越大,壁厚大于等于2.0?mm时,约束增强,试件发生拉断破坏,内径的增加对承载能力影响小;在弹性阶段,套筒壁厚比套筒内径对钢筋-灌浆料黏结力的影响更明显;套筒中部截面的纵向应变在加载前期为拉应变,随荷载增大逐渐向压应变转化;套筒中部截面的环向应变在加载前期为压应变,随荷载增大逐渐转变为拉应变.提出的接头极限黏结应力和钢筋临界搭接长度计算公式,适用性较好,可供实际工程参考.     

龄期对钢筋套筒灌浆连接力学性能的影响

水泥基灌浆料在钢筋套筒灌浆连接中发挥关键作用,为研究灌浆料浇筑早期强度发展对连接接头力学性能的影响,运用试验方法和有限元法研究不同龄期下的套筒灌浆连接接头,重点分析了接头的破坏形态、承载力、变形能力及应变分布等方面。结果表明:不同龄期的连接接头呈现出不同的破坏形态,受力机理也存在较大差异;灌浆料龄期对接头承载力和变形性能均有较大影响;有限元法可有效模拟套筒灌浆连接件的受力形式,并进一步验证了试验结果。     

灌浆套筒连接装配式剪力墙的易损性模型

为实现灌浆套筒连接剪力墙结构的抗震性能化设计,根据57个足尺灌浆套筒连接剪力墙试验数据进行易损性分析.首先,以位移角为工程需求参数,依据该类构件的损伤演化特征提出了6个损伤状态;其次,获得了该类剪力墙的易损性模型和各损伤状态下的易损性参数,量化评价了设计轴压比和剪跨比2个关键设计参数对其易损性的影响;最后,将灌浆套筒连接剪力墙与现浇剪力墙的易损性曲线进行对比分析.结果 表明:除坐浆层或墙体开裂外,其余损伤状态下的易损性曲线均可较好满足对数正态分布;灌浆套筒连接剪力墙和现浇剪力墙之间的易损性参数存在差异,保护层剥落和钢筋受压屈曲对应的位移角拟合中值绝对差值均达到0.08％.     

基于改进冲击回波法的装配式混凝土桥墩套筒灌浆检测理论研究

目的 研究不同纵向缺陷长度的冲击回波法,改进后的冲击回波法提高了装配式混凝土桥墩模型的检测精度,解决装配式混凝土墩套中注浆缺陷的问题.方法 分析10个不同纵向全空隙缺陷长度参数的装配式混凝土桥墩模型,设计各套筒灌浆缺陷长度,分析不同试验位置ABAQUS Explicit显示动态,频域信号可以从时域信号数据得到.结果 注...     

灌浆缺陷对全灌浆钢筋套筒连接性能影响

考虑缺陷类型、缺陷位置与缺陷长度对全灌浆套筒接头连接性能的影响,设计57个试件进行单向拉伸试验,研究灌浆缺陷对其破坏形态、荷载-位移曲线图、应变分布以及承载力等受力性能的影响,分析承载力利用率及黏结强度,对灌浆质量进行评价。结果表明：试件破坏模式有钢筋拉断、灌浆料剪碎后钢筋拔出破坏以及钢筋刮犁式拔出破坏;随缺陷长度增长,两侧对称缺陷受影响显著,缺陷长度大于钢筋直径后,中部缺陷对试件影响最大;套筒表面应变分布为中间位置最大,出浆口位置次之,灌浆口位置最小,套筒中部位置为最薄弱位置;除拔出破坏试件,承载力利用率最低为对称底部缺陷类型三倍钢筋直径缺陷长度工况。     

灌浆套筒的冲击回波检测及信号处理方法

采用冲击回波法对不同灌浆程度、不同套筒布置的钢筋套筒-预制剪力墙模型试件进行检测试验,利用同步叠加平均算法和小波变换相结合的方法对冲击回波信号进行处理,并对试件的频谱特征进行了分析.结果表明：采用同步叠加平均算法对冲击回波信号进行去噪处理,可以有效提高信噪比;无论套筒位置如何,当套筒灌浆存在缺陷时,试件的厚度频率强度均会增加,套筒频率强度则随存在灌浆缺陷的套筒埋深的增大呈现先减小后增加的趋势;套筒尺寸较小而且套筒灌浆缺陷属于环状缺陷,相对于条带状缺陷,其更易受到材料和振型的干扰.后期可通过增加测试点数量或改进频率分析和信号处理的方法来进一步提高检测的精度和可靠性.     

搭接长度对套筒灌浆搭接接头反复拉压力学性能影响试验

为研究高应力反复拉压时搭接长度对套筒灌浆搭接接头（APC接头）力学性能的影响,进行了32个APC接头的单拉及高应力反复拉压试验。结果表明：经过高应力反复拉压,试件承载力有所提高,而钢筋与灌浆料间的裂缝进一步发展,试件延性变小;随着搭接长度的增加,试件残余变形u0（单拉）和u20（高应力反复拉压）均减小;在单拉及高应力反复拉压结束后再单拉时,极限荷载下套筒中部截面近钢筋侧纵向压应变、环向拉应变随着搭接长度的增大而减小;基于灰色关联理论得出接头含钢率与极限黏结强度相关性最大。最后,引入灌浆缺陷系数ω,提出极限黏结强度、临界搭接长度计算式。