【摘 要】
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建筑业是我国经济发展的重要支柱产业,是我国经济高速发展的基础。然而随着建筑业井喷式的发展,能源消耗以及环境污染问题渐渐凸显出来,全国每年约三分之一的能源被建筑业消耗,产生的建筑垃圾却污染着城市环境。据统计,装配式建筑的能源消耗只有普通现浇结构的三分之一,建筑原材料可节约20%,建筑用水量可节约40%,建筑垃圾也减少约一半之多。在能源消耗上可以看出装配式建筑对于环境保护的意义。与此同时,装配式建筑还
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建筑业是我国经济发展的重要支柱产业,是我国经济高速发展的基础。然而随着建筑业井喷式的发展,能源消耗以及环境污染问题渐渐凸显出来,全国每年约三分之一的能源被建筑业消耗,产生的建筑垃圾却污染着城市环境。据统计,装配式建筑的能源消耗只有普通现浇结构的三分之一,建筑原材料可节约20%,建筑用水量可节约40%,建筑垃圾也减少约一半之多。在能源消耗上可以看出装配式建筑对于环境保护的意义。与此同时,装配式建筑还有节省劳动力和改变劳动条件、有效缩短工期、方便冬季施工等优点。而装配整体式剪力墙结构是目前国内运用最多的一种装配式建筑结构,其竖向连接的方法一般是运用套筒灌浆连接。装配式结构的关键点在于结构连接节点的把控,所以研究装配式建筑的套筒灌浆连接对装配式建筑的发展有着重要的意义。本文的主要研究对象是全灌浆套筒连接,首先对装配式建筑在国内的发展情况以及套筒灌浆连接技术的国内外研究现状进行了综述;接着介绍了预制剪力墙板的生产过程及安装流程,并对套筒连接存在的问题提出了解决措施;然后讨论了常用的套筒种类和连接技术以及灌浆套筒的连接机理,并利用ANSYS软件对三种不同剪力键的灌浆套筒进行了数值模拟,分析了套筒内表面剪力键的不同形状对套筒灌浆连接性能的影响;最后对某新型套筒进行了灌浆连接加载试验,根据试验结果判断是否满足规范要求,对此灌浆套筒进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比分析,同时也将此型套筒和前述三种不同形状剪力键的套筒进行对比。主要研究结果如下:(1)做好留出筋的限位,比如预先准备好木块和保温板垫在留出筋位置,或者在模具上安装限位装置可以有效解决竖向套筒连接钢筋偏位的问题。将套在出浆孔的PVC管弯曲,开口朝上套在出浆孔上可以有效解决灌浆料回流导致灌浆不充分的问题;提出改变套筒内限位键和限位挡板的形式,以解决键部折断的问题;提出立体钢架,以解决构件堆放场地不足的问题。(2)三种不同形状剪力键套筒以及新型套筒在经过单向拉伸和高应力反复拉压后的残余变形都满足接头变形性能中Ⅰ级接头的连接性能要求。在单向拉伸中,矩形剪力键套筒连接件的残余变形最小,锥形其次,圆弧形最大。在最能反映实际使用工况的反复拉压中,矩形剪力键套筒连接件与锥形剪力键套筒连接件的残余变形十分接近,都小于圆弧形剪力键套筒连接件的残余变形。在最大拉力拉伸下,矩形剪力键与锥形剪力键的位移值和应力值也很接近;套筒最大应力值位于浆孔与筒壁结合处。(3)新型套筒与其他三种剪力键套筒连接性能的各项模拟值相差不大。从单向拉伸模拟结果看,新型套筒连接件的残余变形小于其他三种剪力键套筒连接件。从更加接近实际使用工况的高应力反复拉压模拟结果看,新型套筒连接件的残余变形要大于其他三种套筒。从最大拉力下的模拟结果看,新型套筒位移值比其他三种套筒小、应力值比其他三种套筒大。新型套筒应力最大值在筒壁凹槽处。(4)新型套筒模拟值与试验值的比较表明,单向拉伸的残余变形试验值与模拟值相差较大,主要是由于单向拉伸的实际测量值很小,难以测量准确,造成数值读数上的差异。反复拉压的试验值与模拟值较为接近,说明数值模拟可以很好地模拟套筒连接件的残余变形,也证明了数值模拟结果的可靠性。
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