套筒灌漿對接接頭縱向應變分布規律試驗研究

張遠明 宮 鑫

(1.同濟大學結構工程與防災研究所，上海 200092; 2.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

裝配式建筑中，保證工程質量的基礎和關鍵是節點的可靠連接，我國目前主要采用是灌漿連接。但國內對灌漿套筒試驗探究遠遠落后于工程實際。本文進行9個鋼筋套筒灌漿對接接頭拉伸試驗，探索對接試件套筒縱向應變值沿套筒長度分布規律。

1 試件制作

鋼筋套筒灌漿對接試件兩鋼筋對接并布置于套筒軸線位置，試件詳圖如圖1所示，試件詳細尺寸見表1。

表1 對接接頭試件參數

對接構件加載前SG1,SG2,SG3應變片分別測量套筒1/2截面、1/3截面、1/6截面縱向應變。具體位置見圖1。

本實驗采用鋼套筒由Q235B無縫鋼管加工而成，屈服強度不小于235 MPa，抗拉強度375 MPa～500 MPa；鋼筋強度等級均為HRB400，鋼筋實測屈服強度為448.82 MPa，極限抗拉強度為625.14 MPa。按文獻[1]測得40 mm×40 mm×160 mm的灌漿料試件28 d抗折、抗壓強度分別為7.23 MPa,61.55 MPa；參考文獻[2]測得150 mm×150 mm×150 mm灌漿料立方體劈裂抗拉強度為3.67 MPa。

試驗在萬能試驗機上進行，屈服前勻速加載，加載速率為1 kN/s，加載至130 kN(鋼筋接近屈服)后，而后控制試驗機夾頭的分離速率為100 mm/s，直至試件發生破壞，無法加載。

2 試驗結果及分析

2.1 實驗結果

試件的破壞形式有灌漿料拔出破壞和鋼筋從灌漿料中拔出破壞兩種形式。

2.2 實驗試件應變分析

圖2所示為350,400,450系列典型試件套筒縱向應變值沿套筒長度分布關系曲線，以套筒1/2截面為坐標原點。

套筒縱向拉應變由套筒1/2截面至套筒端部呈現逐漸衰減的發展趨勢。套筒應變—位置曲線的斜率反映的是套筒拉應力沿套筒長度的變化速率，即套筒—灌漿料界面的粘結力沿套筒長度的變化規律。

發生灌漿料從套筒中拔出破壞的試件由于試件的承載力較小，極限荷載狀態下，套筒—灌漿料粘結應力最大值內移現象不明顯。因此，總體來說，試件1/6截面～1/3截面間應力沿長度變化快。由于l=400 mm發生灌漿料滑移的試件極限承載力與鋼筋拔出試件的極限承載力相接近，當荷載較大時鋼筋—灌漿料界面粘結破壞已經開始明顯發展并深入，因此也出現了1/6截面應力的下降現象。

發生鋼筋從灌漿料中拔出破壞的試件加載初期，試件1/6截面～1/3截面間應力沿長度變化快。但由于套筒端部灌漿料破壞椎體的形成，以及鋼筋—灌漿料界面滑移的深入，當接近試件的破壞荷載時，會產生1/2～1/3截面應力沿長度變化更明顯的現象。因為長度不同的試件套筒端部破壞椎體的深度差別不大，所以破壞椎體形成對長度較短的試件的影響更明顯。

3 結語

1)試件的破壞形式有灌漿料拔出破壞和鋼筋從灌漿料中拔出破壞兩種形式。

2)灌漿套筒對接接頭縱向拉應變由套筒1/2截面至套筒端部呈現逐漸衰減的發展趨勢，1/6截面～1/3截面間應力沿長度變化最快。

3)鋼筋從灌漿料中拔出破壞的對接試件會產生1/2～1/3截面應力沿長度變化更快的現象。