钢筋灌浆套筒连接作为装配式结构的重要连接方式,具有良好的受力和抗震性能。国内市场已有的球墨铸铁套筒的技术研究较为成熟,但造价高的缺点也制约了它的推广应用。而新型套筒由无缝钢管冷轧而成,制作简便,造价较低。但相关研究较少,特别是还没有涉及到用于大直径钢筋的套筒连接性能的研究。本文通过试验和数值分析的方法,针对应用于32mm大直径钢筋的冷轧灌浆套筒开展研究分析其受力机理,对套筒构造形式进行了优化设计。主要成果如下:1、采用两种内、外径均不同的套筒制作了两组灌浆套筒连接件并进行了单向拉拔试验。试验表明,灌浆套筒连接件拉拔受力过程与钢筋拉伸试验类似,存在屈服强度和极限强度;壁厚为7mm,灌浆料厚度为15.5mm的A类试件屈服强度为360kN,极限强度为466kN,最终破坏形态为钢筋拔出破坏,不符合规范要求;壁厚9mm,灌浆料厚度为13mm的B类试件的屈服强度为375kN,极限强度为490kN,最终破坏形态为钢筋断裂破坏,符合规范对灌浆套筒连接件的强度要求。由此可见,套筒壁厚越大,灌浆套筒连接件的力学性能越好。2、对于灌浆料厚度和套筒壁厚两个参数,模拟分析了18组不同的钢筋灌浆套筒试件。分析表明,灌浆套筒连接件的承载能力随套筒壁厚和灌浆料厚度的增加而变大。套筒与灌浆料协同工作,灌浆料厚度不足时,套筒会承受更大的力。如果套筒强度或壁厚不够,加劲肋处就会发生较大变形,对结构不利。在设计灌浆套筒试件时,可通过增加壁厚或灌浆料厚度的方法提高承载力。3、以钢筋灌浆套筒试件的应变能为目标函数,三种材料的极限强度为状态变量,对套筒加劲肋的布置进行了优化设计并通过试验方法验证了优化结果的正确性。试验表明:经过优化后,灌浆套筒试件的屈服强度由436.0 MPa提高到466.8 MPa,提高了7%;极限强度由580.0 MPa提高到607.8 MPa,提高了5%,已接近钢筋的实测抗拉强度609.0 MPa。同时也证明了,加劲肋的位置会在很大程度上影响灌浆套筒试件的承载能力,且以应变能做为目标函数是可靠的。4、经过验证后,采用有限元优化功能对壁厚为9mm的套筒进行优化,求得锚固长度分别为7.5d、8d、8.5d、9d时,当变形段占比为65%~70%时,灌浆套筒的受力更可靠,且均符合规范要求。