摘要
随着建筑物抗震能力需求的不断提高及社会对绿色环保理念认知更新，600MPa级钢筋由于自身具有强度高、塑性好、可节约材料、绿色环保等优点，因此在高层建筑中的使用率越来越高。为响应“十四五”规划中现代化工业低碳发展理念，本文对由28mm的HRB600E级钢筋、高强水泥基灌浆料及GDPS变形套筒制成的钢筋套筒灌浆连接接头试件进行高应力反复拉压20次循环荷载试验、大变形反复拉压8次循环试验及单向拉伸试验，研究分析其力学性能，并用ANSYS软件对接头试件进行有限元模拟，主要研究内容及成果如下： （1）试验制作了39个钢筋套筒灌浆连接接头试件，进行大变形反复拉压8次循环荷载试验的接头试件有3个，进行高应力反复拉压20次循环荷载试验的接头试件有7个，进行单向拉伸试验的接头试件有29个。试验共出现了4种破坏现象：灌浆口端钢筋拔出破坏、出浆口端钢筋拔出破坏、灌浆口端钢筋拔断破坏及出浆口端钢筋拔断破坏。 （2）以钢筋嵌入套筒内腔长度、套筒两端每侧环肋数量、灌浆料强度为参数变量，研究参数变量对试件残余变形和极限荷载的影响。研究结果表明：当钢筋嵌入套筒内腔长度达到8d，钢筋嵌入套筒内腔长度对接接头试件极限荷载的提高影响作用在逐渐降低，但随灌浆料强度的增强而变大；残余变形受灌浆料强度的影响较小；承载力随着灌浆料强度的增强而提高。 （3）分析试验结果和ANSYS数值模拟结果得出筒壁表面应力分布规律：套筒筒壁光滑段外表面表现为拉应力，拉应力从中间向两端逐渐减小；套筒两端的变形段表现为压应力，最内侧环肋与内侧第二道环肋之间的压应力最大，压应力由套筒内侧向两端逐渐减小。 （4）由试验结果和ANSYS模拟结果提取套筒筒壁荷载-应变关系曲线，得出套筒变形段筒壁凸肋表面轴向和环向应变整体均表现为压应变，且最内侧两道环肋之间的应变最大，环肋与环肋之间的凹槽拉应变与压应变皆存在。光滑段轴向应变均表现为拉应变，光滑段的应变值均大于变形段。 （5）从ANSYS有限元模拟结果输出试件的极限荷载、屈服荷载、套筒表面应力及应变分布。对比分析有限元模拟结果与试验结果，得出套筒表面应变分布规律。对于直径28mm的HRB600E级钢筋，GDPS套筒外径需达到68mm，壁厚5.5mm，套筒两端变形段各需设置6道环肋，连接钢筋嵌入套筒内腔长度需达到8d。
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