钢筋约束浆锚搭接连接的试验研究

为了研究钢筋约束浆锚搭接连接的施工工艺和可靠性,设计制作了144个钢筋约束浆锚搭接连接的钢筋搭接试件。对其中72个试件进行了单向拉伸试验,对其余72个试件进行了高应力反复拉压试验,试验中综合考虑了纵向钢筋直径、纵向钢筋搭接长度、箍筋体积配筋率、混凝土强度等不同因素对其破坏机理和粘结强度的影响。试验结果表明,钢筋约束浆锚搭接连接施工方便、连接可靠,是当前预制装配式剪力墙体系中较可靠的钢筋连接形式之一。     

预制页岩陶粒混凝土构件双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接性能试验研究

为了对比单螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接形式和双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接形式在预制页岩陶粒混凝土构件中的力学性能,共设计制作了4组单螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接试件和3组双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接试件,每组共3个相同试件,分别进行单向拉伸试验、高应力反复拉压试验和大变形反复拉压试验,研究螺旋箍筋布置形式、钢筋搭接长度和螺旋箍筋体积配箍率对预制页岩陶粒混凝土构件钢筋连接性能的影响。试验结果表明:当钢筋搭接长度不小于1.0 la E时,采用双螺旋箍筋约束浆锚连接形式同样可以实现连接钢筋的有效传力;增加螺旋箍筋体积配箍率对提高双螺旋箍筋约束浆锚钢筋连接性能的作用不明显。     

新型混合装配式混凝土剪力墙研究进展

新型混合装配式混凝土剪力墙综合应用了无粘结预应力压接技术、普通钢筋局部无粘结浆锚搭接技术以及扣接封闭箍筋技术,具有良好的变形恢复能力、耗能能力及延性。介绍了新型混合装配式混凝土剪力墙构造与工作机理,讨论了相关研究进展,并对其后续研究进行了展望。     

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究北大核心CSCD

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙的上、下层预制剪力墙通过钢筋浆锚搭接连接,预制剪力墙与叠合连梁通过剪力墙预留凹口现浇混凝土及叠合层混凝土连接成整体。为掌握装配式联肢剪力墙的真实抗震性能,制作了1个装配式试件和1个现浇对比试件,并对其进行了低周反复水平荷载试验。通过对比试件的破坏形态、滞回曲线与骨架曲线、强度与刚度、位移延性及耗能能力等,对装配式试件的抗震性能进行评价。试验及分析结果表明,装配式试件发生与现浇试件相同的墙肢弯剪破坏与连梁剪切破坏,新、老混凝土界面未影响裂缝开展及试件整体性;与现浇试件相比,装配式试件的强度与刚度提高,位移延性有所降低,耗能能力提高;浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能总体上可达到“等同现浇”,可应用于实际工程。     

螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接装配式剪力墙拟静力试验研究

为研究螺旋箍筋对浆锚搭接节点抗震性能的影响,对2个设有螺旋箍筋约束波纹管浆锚节点的装配式剪力墙试件、1个现浇剪力墙试件开展拟静力试验并对照分析其抗震性能指标。试验数据分析表明,试件失效模式均为墙肢受弯剪作用的延性破坏。由于螺旋箍筋对搭接区核心混凝土的约束作用,装配式剪力墙试件峰值承载力较现浇试件提高3.5%,3.7%,刚度、延性及耗能和现浇试件相当,显示出等同现浇试件的可靠抗震性能。     

环筋扣合锚接连接预制剪力墙抗震性能试验研究

对15个混凝土剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究环筋扣合锚接连接预制剪力墙的抗震性能,考察不同连接形式、不同钢筋配置、不同轴压比等参数影响下剪力墙试件的承载力、滞回特性及破坏机理。试件按纵筋直径和混凝土强度等级的不同分为3组,每组包括2个现浇试件（1个为钢筋贯通连接,1个为纵筋搭接连接）和3个采用环筋扣合锚接连接现浇带的预制试件（其中1个为箍筋加密试件）。试验结果表明：预制剪力墙试件与现浇试件的破坏模式一致,均为压弯破坏;箍筋加密预制剪力墙试件的极限位移角在1/82~1/50之间,其承载力、耗能、延性等性能与全预制试件基本相同,环筋扣合锚接连接剪力墙试件具有良好的抗震性能,可以用于装配式剪力墙结构的建造。     

钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的锚固性能试验研究

为研究预制混凝土结构构件拼装、连接的可靠性,提出一种钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的连接方式。考虑钢筋直径、波纹管外径、锚固长度等参数影响,做了16组共48个施加连续荷载的抗拔试验。试验结果表明:试件最终破坏形式有黏结滑移破坏、钢筋受拉屈服或被拉断两类,没有发生非制作原因引起的黏结滑移破坏,说明此种连接方式锚固性能可靠,且施工操作简单,成型效率高,可应用于预制混凝土结构的拼装、连接。建议插入式预埋波纹管浆锚连接法的钢筋锚固长度宜为15倍的钢筋直径;波纹管外径宜为2倍的钢筋直径。     

装配式剪力墙浆锚连接的受力性能试验研究

为研究装配式剪力墙竖向浆锚连接的钢筋锚固性能及结合面受剪性能,以插筋配筋率为参数进行了3组搭接试验和2组抗剪试验,确定了其竖向插筋的搭接长度,得到了抗剪试件结合面的承载力、破坏模式和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明：选取的钢筋搭接长度能够满足承载力要求;同一试件中,结合面1（后浇混凝土与抗剪键相连的界面）先于结合面2（后浇混凝土与凹槽连接的界面）破坏;插筋配筋率对结合面开裂荷载影响较小,但对受剪承载力影响较大;抗剪试件破坏时凹槽附近易发生混凝土脱落,建议剪力墙受拉钢筋直径尽量大于8 mm。采用ABAQUS软件对抗剪试验进行了有限元模拟,并分析了后浇混凝土强度、后浇带宽度和凹槽长度等参数对结合面受剪承载力的影响。分析结果表明：提高后浇混凝土强度可使结合面受剪承载力提高;在满足锚固需求条件下,增加后浇带宽度可提高墙体的受剪承载力,减少凹槽长度对墙体受剪承载力影响较小。     

钢筋混凝土剪力墙轴拉试验和轴拉刚度理论分析

文章完成截面纵筋率为17%、25%的钢筋混凝土剪力墙轴拉试验。试验结果表明：剪力墙轴拉刚度在混凝土开裂前由钢筋和混凝土共同提供,并随轴拉力的增加逐渐下降;在混凝土开裂时轴拉刚度迅速下降;在开裂后混凝土退出工作,轴拉刚度逐渐趋于截面纵筋刚度。基于试验结果,完成剪力墙的轴拉受力特性和刚度变化特征的理论分析,提出能够描述钢筋混凝土剪力墙轴拉刚度变化特征的二阶段计算方法：在混凝土开裂前及开裂时根据混凝土本构模型获得的受拉弹性模量进行计算,在开裂后则引入纵向受拉钢筋应变不均匀系数进行计算。由此得到的理论值与试验结果更为吻合,更能反映剪力墙在轴拉阶段的受力和刚度变化特征。     

纵肋叠合剪力墙边缘构件钢筋搭接连接性能试验研究

为研究纵肋叠合剪力墙结构体系中叠合边缘构件纵向钢筋搭接传力性能,考虑钢筋端部锚固构造、后浇混凝土强度、箍筋间距等参数,设计并制作了23组共46个钢筋搭接连接的边缘构件试件并对其进行轴拉试验,得到了搭接连接破坏模式和传力机制,给出了临界搭接长度计算方法,并研究了各参数对纵筋搭接传力性能的影响。结果表明：叠合边缘构件纵筋可以采用直锚搭接,建议采用环锚搭接,可缩短搭接长度约20%,环锚搭接加强措施可进一步缩短搭接长度约20%;钢筋直锚搭接通过新旧混凝土结合面受剪传力,应严格控制新旧混凝土结合面质量;钢筋环锚搭接通过核心混凝土承压传力,受新旧混凝土结合面质量影响较小;提高混凝土强度和加密箍筋有利于搭接传力。提出的纵筋临界搭接长度计算方法可用于纵肋叠合剪力墙边缘构件的纵向钢筋,具有较好的安全储备。     

预应力FRP筋混凝土梁的抗震性能试验研究

进行了8根混凝土梁在低周反复荷载下的拟静力试验,对其受力过程、破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行分析比较,研究不同预应力筋种类和预应力度(PPR)对预应力梁抗震性能的影响。考虑材料的非线性,对试验梁进行有限元计算分析。有限元计算和试验结果表明,预应力度是影响预应力梁抗震性能的主要因素,抗震性能随着预应力度的增加而逐渐降低;在同等预应力度的条件下,无粘结预应力FRP筋混凝土梁的耗能能力最好;采用有粘结和无粘结预应力相结合后,试验梁的延性指标有所提高,延性比有粘结和无粘结预应力梁分别提高12%和26%,滞回曲线变得更加丰满,对结构抗震性能有利;有限元计算结果与试验结果较为吻合。     

预应力钢带加固钢筋混凝土柱轴压承载力试验研究

完成了4个预应力钢带加固钢筋混凝土柱试件和1个对比试件的轴压试验,表明横向预应力钢带可显著提高钢筋混凝土柱的延性和承载力。结合试验研究结果,进一步研究了横向箍筋、横向预应力钢带对混凝土的约束机理及影响因素,考察了预应力钢带对钢筋混凝土柱轴压承载力的影响和提高程度。通过分析钢带对混凝土的的有效约束区面积、非有效约束区面积以及钢带体积加固率等因素对钢筋混凝土柱轴压承载力的影响机理,提出了预应力钢带加固钢筋混凝土柱轴压承载能力计算方法和计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

部分预应力混凝土梁无粘结筋极限应力的研究

本文研究非预应力粘结钢筋对受弯的部分预应力混凝土梁中无粘结束极限应力的影响。试验研究了22根无粘结和4根有粘结部分预应力梁在三分点荷载作用下的抗弯性能。试验结果表明无粘结束中的应力主要取决于无粘结束和有粘结非预应力筋两者的配筋指标之和。用弯矩-曲率法分析结果与试验结果符合良好。最后给出了一个计算无粘结束极限应力的经验公式。     

后张无黏结预应力干式连接梁柱节点抗震性能试验研究

为研究后张无黏结预应力干式装配梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能,对其进行了拟静力试验研究。试验中设计了2个常规现浇梁柱节点和4个装配式梁柱节点,包含中节点和边节点。对比分析了现浇节点和装配节点滞回性能、刚度、承载能力以及变形能力差异。试验结果表明：试验中设计的后张无黏结预应力装配式梁柱节点试件在初始刚度、承载能力、变形能力以及损伤控制等方面均优于传统的现浇节点试件,耗能能力略低;进一步研究了后穿耗能钢筋无黏结段位置对装配节点性能的影响,认为后穿耗能钢筋无黏结段设置在柱外时,装配节点呈现更高的耗能能力和变形能力;装配式节点预应力钢绞线在1/20大位移角下仍能保持弹性,梁柱接触面基本无摩擦滑移,该类装配式节点具有良好的整体性和安全性。     

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土柱节点抗震性能试验研究

通过5个试件的低周反复荷载试验,对预应力型钢混凝土(PSRC)梁-钢管混凝土(CFT)柱节点的受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、强度与变形特征值、延性、变形恢复能力、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为系统的研究,对预应力、轴压比、预应力筋穿越钢管壁的成孔方法（先成孔与后成孔）等因素对节点抗震性能的影响进行了分析。研究结果表明：PSRC梁-CFT柱节点发生了节点核心区剪切破坏;节点核心区水平剪力-剪切变形滞回曲线较丰满,但在大变形阶段有一定的捏拢效应;各试件节点核心区的极限剪切变形介于28.60×10^-3~60.90×10^-3 rad,剪切变形延性系数则介于4.72~6.69;各试件节点核心区的剪切刚度退化规律基本一致;施加预应力及后成孔方法对节点核心区受剪承载力有一定的有利影响,但施加预应力对节点核心区剪切变形能力及剪切变形延性不利;当轴压比n从0.2增至0.4时,节点核心区受剪承载力提高16.62%,而轴压比n从0.4增至0.6时,节点核心区受剪承载力仅提高1.09%。     

碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

研究以碳纤维筋为无粘结预应力筋和环氧涂层钢筋为非预应力筋的部分预应力混凝土梁的受弯性能。共进行了8根梁从混凝土开裂、裂缝开展直至梁受弯破坏的全过程试验。测定了梁的开裂弯矩,截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况。在实测碳纤维筋应力增量的基础上,提出了无粘结预应力碳纤维筋极限应力的经验计算公式,给出了碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁的短期刚度及裂缝宽度的算法。     

无粘结预应力混凝土构件的可靠度分析

无粘结预应力(包括体内无粘结和体外无粘结)在桥梁工程中的应用逐步广泛起来,分析无粘结预应力混凝土梁桥的主要困难在于构件的截面强度和构件整体变形耦合;另外,结构采用无粘结配筋后,其可能的失效截面增多,从而影响到构件的整体可靠度。论文利用独立同分布随机变量的极值理论,分析了无粘结配筋对梁式构件可靠度的影响问题。结果表明,考虑无粘结预应力筋截面积沿长度方向的分布特性而引起的可靠指标的降低比较明显,可靠指标随着独立同分布随机变量的数目的增大而减小。工程设计实践中将无粘结预应力混凝土梁的安全贮备比有粘结预应力的计算结果提高15%有一定的合理性。分析还表明,严格控制预应力筋质量,减小预应力筋截面积的变异系数,能有效改善因采用无粘结配筋而引起的可靠指标降低问题。     

体外预应力筋极限应力和有效高度计算方法

为了建立体外预应力混凝土梁抗弯承载力简化计算方法,通过系列模型试验形成体外预应力筋极限应力和有效高度的基础数据;基于试验验证的非线性有限元计算方法,分析试验加载方式与我国桥梁规范设计荷载的差异以形成相应的修正系数;根据试验结果分析体外预应力筋极限应力和有效高度随试验参数的变化规律,研究有效高度变化产生的抗弯承载力的二次效应;基于上述分析结果,采用施工方法、跨高比、体内受拉钢筋配比等参数,建立体外预应力筋极限应力和有效高度的回归计算公式,并通过试验数据进行验证;最后按照我国公路桥梁设计可靠度水平和现行规范要求对计算公式进行修正,提出体外预应力筋极限应力和有效高度计算方法。该计算方法能较有效的反映各主要因素对体外预应力筋极限应力和有效高度的影响规律。     

无黏结预应力型钢混凝土框架梁静力性能试验研究及有限元模拟

为研究无黏结预应力型钢混凝土(UPSRC)框架梁的静力性能,对4榀UPSRC框架梁试件进行了竖向静载试验,主要的变化参数为框架梁中普通钢筋用量、型钢用量以及框架柱尺寸。对其裂缝发展、破坏模式、荷载-位移曲线、普通钢筋及型钢应变、无黏结筋应力变化等进行了分析。结果表明：UPSRC框架梁整体呈“梁铰”破坏机制,梁端及跨中出现塑性铰,截面转动能力强;达到极限荷载时,跨中及梁端受拉钢筋均屈服,部分受压钢筋屈服,型钢受拉翼缘基本屈服,受压翼缘则处于弹性工作状态;极限荷载后,UPSRC框架梁仍有较高的承载能力;无黏结筋应力增量与跨中挠度呈良好线性关系,且已有规范计算方法低估了UPSRC构件达到极限状态时无黏结筋的应力增量值;与型钢用量及框架柱截面尺寸相比,改变普通钢筋直径对UPSRC框架梁的极限荷载以及裂缝宽度的影响最为显著。利用ABAQUS有限元软件对试验进行了数值模拟。经分析发现,该模型可较好地模拟竖向荷载作用下UPSRC框架梁的力学性能。     

压力型锚索承载板前砂浆体破坏机制试验研究

压力型锚索承载板前砂浆体抗压承载力是影响压力型锚索整体有效性的重要因素之一。为了研究砂浆体的强度,设计了一个自适应多向应力加载装置,在单向试验机上按实际受力条件模拟了锚固砂浆体的受压破坏过程。带孔圆柱形砂浆体的配合比、尺寸和开孔基本按实际条件制作,根据相关理论和试验研究,确定了试件侧表面上正应力和剪应力的取值范围,以此为依据对受压试件施加侧向正应力和剪应力,得到了多组试件的抗压强度和应力应变关系,分析了试件的破坏形态。试验结果表明,砂浆体在侧向压力和表面剪应力共同作用下,其受力情况比单轴条件下更好,抗压强度有明显提高,提出了经验公式用于计算这种有利作用。公式的预测结果与现场试验结果进行了对比,提出了岩石强度与侧向压力对应关系的建议。