钢筋套筒灌浆连接的受力机理研究
发布时间：2020-07-10 22:23
【摘要】：当今随着社会的发展,装配式结构在建筑结构中的地位也不断上升,装配式结构的成熟推动了建筑产业的发展,这种现场进行组装,大规模生产,高效节能的技术大大提高了建筑的质量,节省了大量的时间,也方便了施工操作等等,装配式结构的优势体现的淋漓尽致。本文针对装配式结构中的钢筋灌浆套筒连接的改进技术进行了研究,并提出了一种新型堆焊套筒,此套筒采用优质无缝钢管为材料,在钢管内壁堆焊凸肋而成,与市面上已有的球墨铸铁套筒相比,新型堆焊套筒生产工艺更简单,造价低廉,连接性能稳定,节约资源,符合国家现代化的绿色可持续发展,有着良好的市场前景,将加快装配式混凝土结构在国内的推广及发展。本文通过试验对新型堆焊套筒进行了研究与分析,试验采用堆焊套筒制作的6个不同锚固长度的连接试件进行单向拉拔,以钢筋的锚固长度作为变量进行研究分析,研究的主要内容为试件的破坏模式,试件的极限承载力,荷载-位移曲线及钢筋和套筒的应变分布。研究表明:(1)钢筋套筒灌浆连接试件总共发生三种破坏模式:(a)钢筋屈服前的拔出破坏;(b)钢筋屈服后的拔出破坏;(c)钢筋屈服后的拉断破坏。(2)钢筋锚固段的应变从套筒端部向套筒中间逐渐减小,而且两根钢筋锚固处应变值关于套筒中间基本呈对称分布,;而套筒表面的应变则是从套筒中间向端部逐渐减小,并关于套筒中部基本呈对称分布。(3)锚固段钢筋最大应力出现在靠近套筒端部的位置,并向靠近套筒中部的位置逐渐减小。套筒应力在套筒两端最小,应力向套筒中部逐渐积累,中部最大。(4)钢筋套筒灌浆连接是通过钢筋—灌浆料—钢套筒之间的相互粘结实现钢筋的对接连接,通过套筒的约束作用提高钢筋的粘结强度。本文在试验的基础上又通过ABAQUS有限元软件对连接试件进行了模拟分析,并与试验进行了对比研究。通过建立6个新型灌浆变形套筒接头的有限元模型,分析套筒接头在单向拉力作用下的极限承载力,荷载-位移关系和套筒应力分布。分析结果表明:(1)通过ABAQUS软件进行有限元模拟分析得到的破坏模式与试验一致,荷载-位移曲线也很接近,说明了模拟结果是合理的。(2)采用有限元分析得到的极限承载力与试验的极限承载力基本一致;(3)套筒应力分布符合试验规律,证明有限元模型能较好地代表钢筋套筒灌浆连接接头的受力性能。
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37
【图文】：
ＸＸ邋Ｘ逦Ｗｙ逦＼ＸＶＸ逡逑图１．２钢筋锥螺纹连接逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｔａｐｅｒ邋ｔｈｒｅａｄ邋ｓｌｅｅｖｅ邋ｆｏｒ邋ｒｅｂａｒｓ邋ｓｐｌｉｃｉｎｇ逡逑（３）
灌浆料硬化后，套筒内凸肋、灌浆料和钢筋月牙肋之间通过化学吸附力、机械咬合力及摩逡逑擦力，使套筒与钢筋连接在一起。目前已有应用的机械连接方式是直螺纹连接和锥螺纹连逡逑接。如图１．１２所示。逡逑Ｕｗ逡逑图１．７半灌浆套筒连接逡逑Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｈａｌｆ邋ｇｒｏｕｔ邋ｓｌｅｅｖｅ邋ｆｏｒ邋ｒｅｂａｒｓ邋ｓｐｌｉｃｉｎｇ逡逑钢筋套筒灌浆连接技术具有很多优点［１３１［｜４），尤其是在装配式建筑中，对于梁与梁连逡逑接、墙与墙连接、柱与柱连接都起到了非常重要的作用。全灌浆套筒连接的施工环节对施逡逑工操作人员的技术要求比较低，受环境条件和气候影响比较小，加快了施工速度和施工设逡逑备的使用效率，大大缩短了施工工期，从而保证了钢筋连接接头的安全性、可靠性和耐久逡逑性。半灌浆套筒的加工工艺相对就比较繁琐，其对精度的要求控制比较高。从工程实际应逡逑用来看，全灌浆套筒具有更加明显的优势，适用范围比较广，可应用于各种类型钢筋。逡逑１．３灌浆套筒连接技术研宄现状逡逑１．３．１国内外灌浆套筒连接技术研宄现状逡逑国外对于套筒的研究比较早，在１９６０年，美国结构工程师余占疏（ＤＲ．ＡＬＦＲＥＤＡ．ＹＥＥ）逡逑博士［１５１研发了钢筋灌浆套筒，经过５０多年的发展，国外的灌浆套筒连接技术也相对更加逡逑成熟。国外学者对灌浆套筒连接技术也做了大量的试验研究
ｉ二二二二二：二二■二：ｒｒ逡逑卜逦套筒／逦＼灌團料逦ｉ｜逡逑图１．９邋Ｋｉｍ改良后的套筒逡逑Ｆｉｇ．邋１．９邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ｓｌｅｅｖｅ邋ｂｙ邋Ｋｉｍ逡逑２０１２年Ｌｉｎｇ［２４］研发出两种不同的全灌浆套筒即ＷＢＳ套筒和ＴＨＳ套筒，如图１邋－１６所示。逡逑ＷＢＳ套筒是在套筒内壁焊接四根连接钢筋，而ＴＨＳ是采用锥形构造的套筒从而能更好的逡逑发挥套筒对灌浆料的约束作用。根据试验结果，推出了连接钢筋粘结强度的计算公式，见逡逑式。逡逑４根连接钢筋逡逑．．．．．／邋以？我酿。逦逡逑．「逦邋逦邋－■邋－邋－邋－－■逦‘雇逦－邋ｆ邋，，邋？邋．－－Ｊ逡逑＾ｍ／逦ｌｉ／邋＼ｉＭ逡逑５５／邋Ｊ邋Ｖd踩椋翦危ㄥ危赍危常叮板义希儒危礤澹保保板澹祝拢樱儒尾吠煎澹保保卞澹裕В龋В渝危卞义希疲椋纾澹保保板澹祝拢渝危疲椋纾澹保保卞澹裕龋渝义希蓿藉澹藉澹梗埃常峰澹澹保埃撸常洌螅殄澹澹保矗叮矗插澹澹保埃常欤忮澹澹矗梗担稿义希鳎猓焊纸钇骄辰嵊αΓǎ停校幔妫酰纾汗嘟峡寡骨慷龋ǎ停校幔欤猓焊纸蠲坛ざ龋ǎ恚恚洌螅椋哄义咸淄材诰丁ｅ义
本文编号：2749532
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37
【图文】：
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灌浆料硬化后，套筒内凸肋、灌浆料和钢筋月牙肋之间通过化学吸附力、机械咬合力及摩逡逑擦力，使套筒与钢筋连接在一起。目前已有应用的机械连接方式是直螺纹连接和锥螺纹连逡逑接。如图１．１２所示。逡逑Ｕｗ逡逑图１．７半灌浆套筒连接逡逑Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｈａｌｆ邋ｇｒｏｕｔ邋ｓｌｅｅｖｅ邋ｆｏｒ邋ｒｅｂａｒｓ邋ｓｐｌｉｃｉｎｇ逡逑钢筋套筒灌浆连接技术具有很多优点［１３１［｜４），尤其是在装配式建筑中，对于梁与梁连逡逑接、墙与墙连接、柱与柱连接都起到了非常重要的作用。全灌浆套筒连接的施工环节对施逡逑工操作人员的技术要求比较低，受环境条件和气候影响比较小，加快了施工速度和施工设逡逑备的使用效率，大大缩短了施工工期，从而保证了钢筋连接接头的安全性、可靠性和耐久逡逑性。半灌浆套筒的加工工艺相对就比较繁琐，其对精度的要求控制比较高。从工程实际应逡逑用来看，全灌浆套筒具有更加明显的优势，适用范围比较广，可应用于各种类型钢筋。逡逑１．３灌浆套筒连接技术研宄现状逡逑１．３．１国内外灌浆套筒连接技术研宄现状逡逑国外对于套筒的研究比较早，在１９６０年，美国结构工程师余占疏（ＤＲ．ＡＬＦＲＥＤＡ．ＹＥＥ）逡逑博士［１５１研发了钢筋灌浆套筒，经过５０多年的发展，国外的灌浆套筒连接技术也相对更加逡逑成熟。国外学者对灌浆套筒连接技术也做了大量的试验研究
ｉ二二二二二：二二■二：ｒｒ逡逑卜逦套筒／逦＼灌團料逦ｉ｜逡逑图１．９邋Ｋｉｍ改良后的套筒逡逑Ｆｉｇ．邋１．９邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ｓｌｅｅｖｅ邋ｂｙ邋Ｋｉｍ逡逑２０１２年Ｌｉｎｇ［２４］研发出两种不同的全灌浆套筒即ＷＢＳ套筒和ＴＨＳ套筒，如图１邋－１６所示。逡逑ＷＢＳ套筒是在套筒内壁焊接四根连接钢筋，而ＴＨＳ是采用锥形构造的套筒从而能更好的逡逑发挥套筒对灌浆料的约束作用。根据试验结果，推出了连接钢筋粘结强度的计算公式，见逡逑式。逡逑４根连接钢筋逡逑．．．．．／邋以？我酿。逦逡逑．「逦邋逦邋－■邋－邋－邋－－■逦‘雇逦－邋ｆ邋，，邋？邋．－－Ｊ逡逑＾ｍ／逦ｌｉ／邋＼ｉＭ逡逑５５／邋Ｊ邋Ｖd踩椋翦危ㄥ危赍危常叮板义希儒危礤澹保保板澹祝拢樱儒尾吠煎澹保保卞澹裕В龋В渝危卞义希疲椋纾澹保保板澹祝拢渝危疲椋纾澹保保卞澹裕龋渝义希蓿藉澹藉澹梗埃常峰澹澹保埃撸常洌螅殄澹澹保矗叮矗插澹澹保埃常欤忮澹澹矗梗担稿义希鳎猓焊纸钇骄辰嵊αΓǎ停校幔妫酰纾汗嘟峡寡骨慷龋ǎ停校幔欤猓焊纸蠲坛ざ龋ǎ恚恚洌螅椋哄义咸淄材诰丁ｅ义
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