高强钢筋套筒灌浆连接的力学性能研究

作     者：刘鑫宇 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡淑军;曾思智

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：高强灌浆套筒 参数化分析 锚固长度 环肋数 灌浆料强度 

摘      要：建筑工业化是未来建筑行业主要的发展方向,装配式混凝土结构是建筑工业化的主要形式。装配式混凝土构件间的有效连接是保证整体结构稳定性和可靠性的关键。钢筋套筒灌浆连接是混凝土预制构件间最广泛的连接方式,大量的工程实践和课题研究也验证了该连接方式的可行性与可靠性。随着我国对建筑物抗震设防要求提高,高强钢筋在装配式建筑中开始应用,需要高强节点作为结构稳定性的支撑。当前,工程中采用钢筋套筒灌浆连接的大部分为400MPa级的普通钢筋,这在一定程度上也制约了装配式混凝土结构的发展。因此,本文提出基于120MPa超高强灌浆料的500MPa级和600MPa级高强钢筋套筒灌浆连接,并且通过试验和有限元分析的方法研究其力学性能,研究工作如下:(1)通过前期阅读大量文献综述,简述了目前装配式构件间钢筋连接的主要方式以及国内外的研究现状,结合国内外专家的研究成果,对灌浆套筒各部分间的受力机理进行了分析。(2)设计制作16mm、500MPa级钢筋套筒灌浆接头试件10个,研究钢筋锚固长度、灌浆料强度以及荷载加载制度等因素对接头力学性能的影响。通过力—位移曲线、钢筋应变、套筒环向应变以及套筒轴向应变反映套筒、钢筋和灌浆料三者之间的相互作用,将数据结果代入理论公式进行验证。采用有限元软件建立灌浆套筒模型,验证试验结果吻合度并进行参数化分析。(3)设计制作20mm、500MPa级钢筋套筒灌浆接头试件4个,对比4个试件的力—位移曲线、钢筋应变和套筒应变,分析接头在不同的钢筋锚固长度和灌浆料强度下的力学性能。通过有限软件对试验的力—位移曲线和破坏模式进行校正,确保模拟结果的准确性,同时建立参数化模型对高强钢筋套筒灌浆连接试件进行参数化分析。(4)设计制7作16mm、600MPa级钢筋套筒灌浆接头试件6个,研究试件在锚固长度为6d、8d、10d和灌浆料强度为85MPa和120MPa的力学性能,由力—位移曲线、应变等数据反映接头各部分的粘结作用。利用有限元软件继续研究接头在不同灌浆料强度、钢筋锚固长度和套筒环肋个数的力学性能。