装配式剪力墙套筒灌浆连接灌浆过程研究

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装配式建筑是用预制构件在施工现场拼装而成的建筑。采用工业化生产和机械化装配的建造方式,使其较传统建造方式具有资源节约、工期加快、成本可控等优点,符合国家节能减排、绿色发展的基本理念,满足建筑业转型升级的需求。装配式建筑通过节点将预制的部品部件连接成为整体,钢筋套筒灌浆连接技术作为装配式混凝土结构常用的节点连接形式之一,经过国内外大量试验研究表明,在受力性能上能够保证连接质量的可靠性。然而,装配式混凝土结构节点施工过程具有较强的专业性,需要专业的技术人员和规范的操作流程,目前针对该施工过程的施工工艺研究较少,缺乏严格的施工质量控制规范和规程,导致施工质量良莠不齐,因此,对装配式混凝土结构现场连接的施工技术研究尤为重要。本文基于装配式混凝土结构现场连接施工工艺,以装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆过程为研究对象,设计装配式混凝土剪力墙结构封仓模型,进行连通腔灌浆施工工艺试验,提出现场灌浆施工质量控制措施。同时,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法,通过对不同工况进行数值仿真模拟,探究灌浆料在封仓腔体内的流动状态规律,分析灌浆速度和封仓尺寸对灌浆质量的影响。论文主要的工作与结论如下:(1)总结概括了装配式混凝土结构钢筋套筒连接技术和浆锚搭接连接技术的发展历程和研究现状,以及现场灌浆连接施工工艺研究现状和存在的质量问题。(2)设计了一种可视化的灌浆试验,分别从剪力墙中间位置和一端位置进行注浆,试验结果表明:两种工况下灌浆饱满度和密实度均满足规范要求,在进行灌浆施工时,优先考虑从剪力墙封仓腔体中间位置进行注浆,可以降低封仓腔体内由于压力过大而导致爆仓的风险。(3)在Ansys Workbench平台下采用计算流体动力学软件Fluent,对试验进行数值分析,数值模拟结果与试验结果吻合良好,验证了数值仿真模型的合理性和精确性;同时,建立3种常见尺寸的剪力墙封仓模型,以5种灌浆速度进行注浆,对比分析剪力墙封仓尺寸和灌浆速度对灌浆质量的影响,模拟结果表明:封仓腔体边角处易存在灌浆不密实区域,在采用螺旋挤压式灌浆机进行灌浆施工时,灌浆压力符合规范要求。(4)通过对灌浆饱满度、密实度、灌浆压力、施工效率和经济性方面进行分析,提出了三种常见尺寸的封仓腔体,采用螺旋挤压式灌浆机进行灌浆施工时,适宜的灌浆速度,在达到灌浆饱满度、良好密实度的同时,以较小的灌浆压力进行注浆,减少爆仓风险,提高施工效率,节约材料。图[60]表[20]参[50]
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