钢筋套筒灌浆搭接连接的预制剪力墙抗震试验

为改善钢筋灌浆套筒连接的施工便利性,在已研发的内径大、施工方便的Ⅰ和Ⅲ型套筒灌浆搭接连接的基础上,进行了1片现浇剪力墙和2片纵筋采用Ⅰ与Ⅲ型套筒搭接连接的预制剪力墙拟静力试验.结果如下,现浇墙初始裂缝出现在墙底部,而预制墙由于套筒竖向约束,初始裂缝出现在套筒上方,预制墙开裂荷载大于现浇墙;在极限状态时,现浇墙两侧根部混凝土压碎,而预制墙套筒上方混凝土先压碎,后套筒外侧混凝土保护层局部脱落而破坏;预制墙开裂、屈服荷载、极限位移大于现浇墙,极限承载力与现浇墙的基本相同,但延性略差;由于套筒区域边缘构件箍筋及墙身水平钢筋的加密,预制墙的耗能略优于现浇墙;钢筋应变曲线一致性表明,Ⅰ和Ⅲ型套筒在预制混凝土剪力墙中能够很好地传递钢筋应力.     

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％.     

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。     

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。     

附加可更换阻尼器装配式桥墩的抗震性能

为减轻灌浆套筒装配式桥墩的地震损伤，尽快恢复震后桥墩使用功能，在常规灌浆套筒装配式桥墩的基础上，提出一种在桥墩墩底连接处设置可更换阻尼器的改进方案。采用数值模拟方法对常规灌浆套筒装配式桥墩和附加阻尼器灌浆套筒装配式桥墩进行对比分析，研究附加可更换阻尼器装配式桥墩的抗震性能。结果表明，灌浆套筒装配式桥墩安装可更换阻尼器后，水平承载力提高了10%,累积耗能提高了27%,桥墩墩底连接处的损伤减轻，其中最大残余位移减少了19%,桥墩抗震性能提高，对桥梁韧性抗震研究具有一定参考意义。     

基于数值计算的灌浆套筒受拉性能研究

套筒灌浆连接作为装配式建筑各预制构件间重要的连接方式之一,其可靠性对结构的整体性起着重要作用。以钢筋套筒外形及内部构造为变化参数设计了A、B、C、D四种形式的钢筋套筒,通过数值计算方法模拟其在单向拉力作用下的受拉特性。依据计算结果从套筒的承载能力、延性、破坏形式及与现有规范相关规定进行对比以评估各类套筒的受力特性。计算结果表明,A类套筒因构造形式简单,受力均匀,相比于其余三类套筒表现出了良好的承载力、变形能力及破坏形式,满足规范相关要求。     

现浇剪力墙装配整体式框-剪结构抗震性能

为研究现浇剪力墙装配整体式框-剪结构的抗震性能,对2榀(其中1榀为装配式试件PCFW1,1榀为全现浇试件RCFW)1/2比例两层两跨混凝土框-剪结构试件进行拟静力试验,研究其破坏过程和机理、滞回性能、延性、耗能能力和塑性铰发展情况等.结果表明:装配式试件PCFW1与全现浇试件RCFW相比,其破坏过程、破坏机制和最终破坏形态基本相同.装配式试件PCFW1与全现浇对比试件RCFW的滞回曲线均较为丰满,试件的屈服荷载、峰值荷载、极限荷载均略大于全现浇试件RCFW的相应值,但其差值均小于10.0%,延性低于全现浇试件RCFW;灌浆套筒可以有效传递纵向钢筋应力;现浇剪力墙装配整体式框-剪结构中,顶层边节点处梁上钢筋弯锚可用钢筋焊端锚板代替.     

带边框预制装配式剪力墙关键技术研究进展

预制装配式剪力墙结构是实现住宅产业化及建筑节能减排的重要途径.从国家住宅产业化的发展、预制剪力墙整体及构件受力性能、带边框剪力墙的抗震性能、钢筋和钢管灌浆套筒连接技术、考虑加载速率影响的剪力墙抗震研究五个方面对剪力墙的受力性能、破坏机理、变形能力等方面进行综述.通过分析指出,将边框(钢管混凝土、型钢等约束端柱)引入预制装配式剪力墙中可以有效改善传统单一的抗震防线,利用约束端柱和剪力墙形成多道防线提高结构整体抗震性能.因此,对带边框预制装配式剪力墙的承栽能力、变形性能、破坏模式等问题需要进行深入研究.     

灌浆套筒力学性能影响因素研究进展

灌浆套筒作为装配式结构重要连接方式其力学性能对结构安全性具有重大影响。极限承载力,粘结强度作为接头连接件主要力学指标受灌浆料强度,连接钢筋锚固长度,试件偏心,施工扰动,高温,冻融,锈蚀等因素影响。从灌浆套筒自身组分即灌浆料,套筒,连接钢筋出发,总结不同因素对试件力学性能影响,汇总现有不同影响因素下强度计算公式,针对目前发展状况,提出未来研究方向,为装配式建筑进一步发展奠定基础。     

钢筋冷挤压套筒连接技术在工程中的应用

介绍钢筋冷挤压套筒连接技术在土建工程中的应用情况,通过工程实例,对钢筋冷挤压套筒连接技术进行研讨。     

灌浆套筒混合连接装配式方柱墩偏压性能试验

目的 为提高灌浆套筒连接节段拼装桥墩的整体受力性能,提出内置钢管的灌浆套筒接头连接节段拼装方柱墩,并对其偏压性能进行研究.方法 以钢管长度、直径及壁厚等为参数,设计了8个拼装桥墩试件,研究节段拼装桥墩在大小偏压作用下的损伤机理和受力性能.结果 采用混合接头的装配式桥墩在偏压作用下破坏位置主要在桥墩中下部,随着钢管长度的...     

新型方钢管柱内套筒装配连接力学性能

针对方钢管柱内套筒装配式节点存在的问题,提出一种新型方钢管柱内套筒装配连接形式,将柱拼接位置上移至梁柱节点核心区上方,为梁柱节点高强螺栓安装提供了空间,同时保证了节点域的连续性。改变内套筒厚度、内套筒长度、对拉螺栓间距及端板厚度等构造参数建立一系列有限元模型,采用ANSYS非线性计算对该新型连接的滞回性能、耗能能力等进行分析。结果表明:该新型连接具有较好的延性和耗能能力,各构造参数变化对其受力性能产生不同的影响。增大内套筒厚度可以提高节点极限承载力和耗能能力,当内套筒厚度大于柱壁厚度2 mm时,节点力学性能提升较明显;适当增加对拉螺栓间距可以改善节点受力;增大内套筒长度,节点刚度、延性和耗能能力均会下降,因此在满足构造要求的前提下,内套筒长度宜取较小值;适当增加端板厚度,可以改善节点受力性能、延性和耗能性能,但端板过厚则不够经济。研究结论可为该新型方钢管柱内套筒装配连接设计和应用提供基础研究数据。     

灌浆套筒内壁剪力槽设置对连接的影响研究

为了研究灌浆套筒内壁剪力槽设置对钢筋灌浆套筒连接受力性能的影响,设计了具有不同分布以及不同数量剪力槽的钢套筒,并对灌浆套筒连接进行单向拉伸试验.结果表明：当套筒内壁剪力槽数量增加,或者从不均匀改成均匀布置后,连接中钢筋肋前灌浆料的应力变得均匀,并且最大应力有所降低,从而提高了连接的承载力;通过ABAQUS子模型分析技术,可以直观看到：钢筋灌浆套筒连接试件受拉时,钢筋横肋和套筒剪力槽凸台之间出现受压短柱,并且随着钢筋拉力增加,受压短柱范围逐步扩大,应力也逐步增大,从而有效抵抗钢筋的拔出力.研究结果可以为灌浆套筒设计制作提供参考.     

有限滑动螺栓连接装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

介绍了一种新型装配式混凝土剪力墙结构,其预制剪力墙之间的水平接缝采用高强螺栓和T形钢框进行连接,竖向接缝采用有限滑动螺栓连接件及钢柱进行连接.对2个装配式剪力墙试件进行拟静力试验,探究了有限滑动螺栓连接件滑动距离对剪力墙破坏特征、滞回性能、承载能力、耗能能力、延性及刚度退化等抗震性能的影响.结果表明:该新型装配式剪力墙有效地实现了三阶段工作机制,滞回曲线饱满,耗能能力较强,延性系数大于6.5,整体抗震性能良好;长孔有限滑动螺栓连接剪力墙的累积总耗能和延性系数分别较短孔有限滑动螺栓连接剪力墙高20.4％和50.7％,但其峰值荷载较后者低27.7％,而且后者具有较高的后期刚度.     

单节段装配式桥墩抗震性能试验研究

与传统整体现浇桥墩相比,装配式桥墩具有工期短、环境影响小、施工质量高等优点.装配式钢筋混凝土桥墩的抗震性能是其设计时需要考虑的关键问题之一.试验设计了一组现浇式及两组装配式桥墩试件,采用拟静力试验方法从破坏形式、水平承载力、位移延性与累积耗能等方面研究其抗震性能.试验结果表明:与整体现浇式桥墩相比,装配式桥墩的水平承载力与前者接近,位移延性与累积耗能能力稍差,残余位移偏大;钢套筒连接装配式桥墩的位移延性与累积耗能能力优于金属波纹管连接装配式桥墩.     

钢筋半套筒灌浆连接高温后的力学性能试验研究

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.     

压弯剪扭复合作用下灌浆套筒装配式RC墩的抗震性能

随着城市交通的快速发展,对其建设要求越来越高,城市桥梁主要为匝道桥、斜交桥等非规则桥梁.为得到压弯剪扭等复合地震作用下装配式墩的损伤机理和滞回特性,进行了灌浆套筒连接（Grouting Sleeve,GS）、灌浆套筒和钢管混凝土剪力键组合连接（Grouting Sleeve and Steel-tube,GSS）装配式墩和钢筋混凝土现浇（Reinforced Concrete,RC）墩等三种桥墩在压弯剪扭复合作用下的拟静力试验.结合现有混凝土结构设计规范计算剪扭相关曲线,并与试验结果进行对比,分析装配式墩复合荷载作用下的剪扭承载能力.结果表明：GS构件与RC构件以压弯扭破坏为主,而插入钢管剪力键的GSS构件则发生塑性铰上移,呈现出剪扭破坏的特征.GS构件和RC构件具有较好的弯曲耗能能力,增加钢管剪力键的GSS构件则可以提升抗弯承载力.装配式墩接头导致其整体性较弱,GS构件和GSS构件抗扭承载力小于RC构件.各构件在复合荷载作用下的剪扭相关关系接近规范中的1/4圆理论曲线,研究结果可以为灌浆套筒连接装配式墩在压弯剪扭复合作用下的抗震性能分析提供参考.     

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。     

装配式墙体的热桥效应分析及保温措施

装配式框架剪力墙结构墙体由于灌浆套筒的存在及保温方式的差异,容易出现热桥现象。利用热箱法对装配式剪力墙含灌浆套筒部位进行实测,确定了剪力墙套筒区域热流密度及温度分布;同时建立了传热计算模型对温度场进行模拟;并与实验值进行比较验证。针对装配式框架剪力墙结构墙体的不同保温方式,对其热工特性进行模拟分析。结果表明,内保温及夹芯保温由于保温层的断裂在框架柱处会出现显著的热桥效应;同时内表面会有结露的风险。通过对框架柱进行外表面局部保温设计,可有效提高热桥部位温度,减小热桥的影响。研究结果可为装配式框架剪力墙结构墙体在夏热冬冷地区的建筑节能设计提供理论依据和技术支持。