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随着装配式建筑的迅猛发展,我国预制建筑的研究与应用进入了关键的发展阶段。预制构件之间灌浆套筒连接的受力性能直接影响结构的安全性和耐久性。由于构件在运输或装配过程中操作不当,预埋钢筋弯折情况常有发生,即使校直后,预埋钢筋有效锚固长度也会减小,或因注浆不满导致钢筋锚固长度不足,现场安装时经常出现预埋钢筋偏壁情况。当前国内市场上灌浆套筒种类及构造型式不一,应用于实际工程中的套筒良莠不齐,以上因素都可能影响着灌浆套筒连接的受力性能。加之,国内专家学者对不同灌浆套筒的受力性能做横向对比研究甚少。因此,为进一步研究灌浆套筒连接的受力性能,本文通过对国内近20家灌浆套筒厂家调研,结合套筒连接在实际工程应用中存在的问题,选择用量较多且构造形式不同的三种主流灌浆套筒(铸造全灌浆套筒、铸造半灌浆套筒和机械加工全灌浆套筒)作为研究主体。首先采用单轴拉伸试验研究不同构造形式的三种灌浆套筒接头在不同钢筋锚固长度(8d、6.5d、6d、5.5d)和钢筋8d完全偏壁情况下对其单轴拉伸承载力和破坏形式的影响。然后在已有试验基础上,提出了有效适用于三种灌浆套筒连接接头的建模方法,并验证建模方法的适用性。最后,基于试验中机械加工全灌浆套筒接头发生大量钢筋粘结滑移破坏的原因进行受力分析并优化套筒。主要研究结果如下:(1)有关锚固长度对三种灌浆套筒受力性能的影响可以发现:两种铸造套筒接头在8d-5.5d锚固长度内,套筒接头单轴拉伸承载力相差不大且均符合I级接头强度要求。锚固长度的减小对两种铸造套筒接头单轴拉伸下的极限承载力影响不大。机械加工全灌浆套筒在8d-5.5d锚固长度内,50%接头发生套筒外钢筋断裂破坏,承载力满足静载下I级接头强度要求,50%接头发生钢筋粘结滑移破坏,承载力虽满足静载下I级接头强度要求,但其轴向变形较大,接头安全保证率低。单轴拉力下,8d-5.5d锚固长度范围内的机械加工套筒接头的安全储备比两种铸造套筒接头低。(2)有关钢筋偏壁对三种灌浆套筒受力性能的影响可以发现:两种铸造套筒接头在8d钢筋完全偏壁情况下接头全部为套筒外钢筋断裂破坏,承载力相差不大且符合I级接头强度要求,钢筋偏壁对这两种套筒单轴拉伸承载力影响不大。机械加工套筒接头在8d钢筋完全偏壁情况下,1个接头发生钢筋滑移破坏,且轴向变形过大,接头安全性能差。单轴拉力下,8d锚固长度完全偏壁情况下的两种铸造套筒接头的安全储备比机械加工套筒接头更好。(3)本文在已有试验的基础上,提出了有效适用于三种灌浆套筒连接接头的建模方法,证明有限元模拟方法的有效性和适用性,对优化分析奠定基础。(4)模拟结果表明,在灌浆料强度、套筒强度、套筒长度等不改变情况下,套筒合理增加环肋后,能有效增强锚固段内钢筋与灌浆料间的粘结力,提高发生钢筋粘结滑移破坏的安全保证率。