现阶段灌浆技术中的难点在于钢筋定位与灌浆质量问题,密封性不足导致漏浆,灌浆口未密封、钢筋位置变化导致空腔,灌浆完成后的回流、灌浆料强度与收缩等灌注质量问题,皆会导致接头处形成薄弱面。同时由于钢筋套筒压力灌浆连接属于隐蔽工程,灌浆质量难以检查与修补,目前还没有一种现场高效、直观且低成本的检测方法。为降低上述问题导致节点连接薄弱的风险,本文提出采用先灌注灌浆料及垫层,再拼接构件这一重力灌浆的方法来减少压力灌浆可能造成的缺陷,结合上述方法,采用含有钢纤维、超细石英砂的性能更优的超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)作为灌浆材料,该方法提高了施工安全性,保证浇筑质量可视化。鉴于此,本文主要从以下几个方面开展研究工作:(1)设计了57个大口径全灌浆套筒连接试件的单向拉伸试验,对连接方式的可行性进行研究,结果表明:设计试件满足规范的强度与变形要求,重力灌浆连接方式可行;当锚固长度足够时,钢筋偏心对试件的承载力几乎没有影响;UHPC灌浆料能进一步提高粘结强度,减少钢筋的锚固长度;套筒满足强度要求,安全储备较高;(2)考虑套筒约束作用,提出带肋钢筋与灌浆料的平均粘结强度公式,为考虑套筒约束作用的重力式灌浆套筒的设计依据;基于平均粘结强度公式得到钢筋断裂破坏时临界锚固长度建议值为5.5d,锚固长度较JGJ355-2015要求的8d降低了31.25%,且优于大多数文献试验结果;(3)通过ABAQUS数值模拟,了解拉伸过程中套筒、灌浆料、钢筋的受力性能;初步确定重力灌浆套筒的设计参数,套筒长度可取2倍钢筋锚固长度再富余3cm-5cm,套筒壁厚不宜小于5mm,径厚比c/d不宜小于0.45;(4)对现浇柱与套筒连接拼装柱进行抗弯试验,探究重力式灌浆套筒连接技术在实际施工中的操作性,及预制拼装构件在水平作用下的破坏模式、受力性能等,试验结果表明:3根试件均为延性破坏,且力学性能几乎一致;受拉钢筋屈服时,套筒未屈服;抗裂性能为套筒段>接缝段>钢筋段,加载过程中预制拼装试件套筒段裂缝数量少,裂缝宽度小,间距较大;钢筋段裂缝宽度较大,裂缝间距比现浇试件小;(5)利用有限元对抗弯试件进行拟合分析,确定设计控制截面。