六桩厚承台传力模式试验和有限元分析

通过对3个钢筋混凝土双柱六桩厚承台的试验和有限元计算分析,揭示其传力机理和破坏模式,进而讨论不同配筋形式对六桩厚承台极限承载力的影响,证实六桩厚承台的传力路径更类似于空间拉杆拱模型。

钢纤维混凝土厚承台承载力影响因素分析

在完成 3 0个缩尺模型为 1∶5的二桩混凝土和钢纤维混凝土承台试件的试验研究中 ,通过改变混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋量及配筋方式 ,观察和记录了不同条件下桩承台裂缝的开展与分布 ,承台底部中点挠度、侧边混凝土应变和底部受拉钢筋应变 ,并系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩厚承台极限承载力的主要因素。分析结果为进一步研究钢纤维混凝土二桩承台的抗冲切、抗剪及配筋计算提供了试验基础 ,并为《钢纤维混凝土结构技术规程》

两桩厚承台的承载力设计

根据两桩厚承台的受力特点和破坏模式,以拉压杆模型为基础,探讨了模型建立的原则和方法,提出了两桩厚承台按拉压杆模型设计的方法并给出了相应的计算公式,选取6个两桩厚承台室内试验结果并分别采用各国规范设计方法及拉压杆模型设计方法进行比较验证。结果表明:各方法用于两桩厚承台设计均安全可靠,但采用拉压杆模型的承台设计方法符合厚承台的受力机理,用该方法算得的承台承载力与试验值吻合较好。

柱下九桩厚承台承载性能试验研究

为了进一步研究在多排多列桩情况下桩基厚承台的承载性能,共制作了4个缩尺比例为1∶10的九桩钢筋混凝土承台模型试件并进行了破坏性加载试验。对荷载与位移(挠度)关系、承台侧表面混凝土应变特征及承台内部应力进行了系统地分析,并将试验所得破坏荷载与目前常用设计方法进行比较分析,揭示了9桩厚承台及一般多排多列桩厚承台符合空间桁架模型的受力特点,即配置在桩顶范围内的钢筋充当拉杆,桩顶至柱下区域的混凝土作为斜压杆。加载初期,承台处于受弯状态,混凝土裂缝通常在弯矩较大区域的承台底部最先出现,并随荷载增加沿水平方向及竖向发展。随着裂缝的出现,底部受拉区混凝土逐渐退出工作,当加荷值达到破坏荷载的50%以上后,钢筋拉杆作用增强,桩径范围内各根钢筋应力沿长度方向的变化很小,在设计中可认为近似相等,空间桁架体系逐步形成,距桩中心连线0.75倍桩径范围内的钢筋能充分发挥拉杆作用。

三桩厚承台传力模型试验分析

对 2 5个比例为 1∶ 5的三桩厚承台模型进行加载试验 ,分析了试验过程中的承台裂缝出现的顺序和发展特点 ,揭示影响三桩厚承台的破坏模式和承载力的因素 ,并对规范 (CECS88:97)采用的梁板弯曲理论无法解释的试验结果进行了分析研究 。

六桩厚承台的传力模式分析

通过对2个不同配筋形式的钢筋混凝土六桩厚承台受冲切的试验,探讨了钢筋混凝土六桩厚承台的破坏模式和受力机理。结果表明,钢筋混凝土六桩厚承台的传力机理不同于一般受弯构件,建议分析其受力时采用拉压杆模型。

配筋形式对四桩厚承台受力性能影响的研究

钢纤维混凝土四桩厚承台的性能试验研究结果表明,影响其极限荷载的因素主要有承台有效厚度、钢纤维体积率、混凝土基体强度等级、承台的剪跨比、纵向钢筋配筋率和配筋形式等,其中,配筋形式对钢纤维混凝土厚承台承载力的影响是很显著的.通过对4个底部配筋形式不同的桩基厚承台进行试验研究,表明底部钢筋按桁架模型配筋的桩基承台承载力最高.

承台刚度的研究

以弹性支承的连续梁理论为基础 ,建立了任意荷载作用位置 ,任意布桩形式下承台刚度的计算方法 ,克服了以往计算承台刚度方法的局限性和近似性 。

钢纤维混凝土二桩厚承台极限承载力的试验研究

通过 30个缩尺比例为 1∶5的钢纤维混凝土二桩厚承台模型试验研究 ,系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩厚承台极限承载力的主要因素 ,并应用最小二乘法给出了钢纤维混凝土二桩承台极限承载力的计算公式。与普通钢筋混凝土承台相比 ,其极限承载力有较大幅度的提高。

九桩双薄壁墩厚承台空间桁架模型现场试验研究

为进一步研究大型桥梁工程中常见的大型桩基厚承台的受力性能,根据规范建立新疆伊犁河特大桥九桩双薄壁墩承台空间桁架计算模型,对承台内部应力进行了现场测试,并对测试结果进行分析。结果表明,本工程九桩承台属于厚承台范畴,内部完整应力流可近似为一个理想的桁架,即:以主压应力混凝土区为压杆,桩顶区域的受拉钢筋为拉杆的空间桁架模型;承台开裂之前,混凝土拉杆效应不可忽略,但随着裂缝的开展,受拉区混凝土逐渐退出工作;采用空间桁架模型进行设计符合厚承台受力机理,具有更好的合理性。

三桩厚承台冲切承载力研究

针对我国建筑桩基技术规范中厚桩承台设计的不足之处 ,结合试验资料分析 ,以厚桩承台空间桁架传力机理为基础 ,导出了等边三桩厚承台混凝土斜压杆承载力计算公式 。

基于概率神经网络的桩-承台的损伤识别

通过有限元计算证明了桩厚承台的空间桁架传力机理,对其桁架传力中的拉、压杆进行损伤模拟,分别得到不同损伤程度和未损伤工况下的模态参数,并用概率神经网络进行了损伤位置的识别.结果表明,用概率神经网络对基于空间桁架传力机理的厚承台进行损伤识别是可行的.

桩基厚承台结构非线性分析

建立公路常见多柱情况下桩基厚承台非线性有限元计算力学模型,运用有限元分析软件,对桩基厚承台进行从加荷、开裂、屈服直至破坏的全过程非线性有限元计算,分析裂缝扩展情况、应力分布规律和传力机理,为桩基厚承台传力模型的建立提供理论计算依据。

钢纤维混凝土五桩承台冲切承载力试验

制作了12个混凝土和钢纤维混凝土五桩承台试件并进行了静载试验,观察承台的破坏形态,指出影响承台承载力的主要因素有混凝土强度、承台有效厚度、承台距厚比、配筋量与配筋方式、钢纤维体积率fρ和钢纤维长径比lf/df等。提出了钢纤维混凝土五桩承台抗冲承载力的计算公式,试验数据和理论计算结果表明,与普通钢筋混凝土承台相比,钢纤维混凝土五桩承台抗冲承载力有较大幅度的提高,承台的厚度明显降低。

三桩厚承台空间桁架模型研究

在25个比例为1∶5的三桩承台试验模型的试验研究的基础上,深入研究了承台内部力流的传递机理,并与现行规范(CECS8897)引用的原理进行比较,指出三桩厚承台的传力机理并不符合厚板弯曲理论,结合有限元分析结果,探讨了三桩厚承台空间桁架模型的形式,提出了相应的计算方法。

桩基厚承台基本动力方程的建立

基于厚壁结构动力理论对厚承台的动力学问题做探讨性分析 ,建立了桩基厚承台在竖向地震及竖向振动等作用下的基本动力学方程 ,包括厚承台的应力和位移边界条件 。

基于空间桁架理论的桩基础厚承台施工要点分析

桩基础厚承台不同于一般的梁板构件,其传力机理符合空间桁架模型。通过对按1∶5缩尺的桩基础厚承台的试验分析,观察试验构件的破坏特征,以空间桁架模型理论为基础,总结如何通过在施工中重视空间桁架理论的应用,采取适当的施工工艺和施工措施,以提高桩基础厚承台的实际承载能力。

二桩厚承台受力机理和传力模型的研究

基于ABAQUS大型有限元分析软件,建立了桩基厚承台非线性有限元分析的计算模型,并对文献中二桩厚承台进行了分析,计算值与试验值吻合较好,表明所建立的有限元计算模型可较好地模拟二桩厚承台的性能。运用所建立的模型,分析了二桩厚承台内部完整的力流分布,探讨了其受力机理,为桩基厚承台传力模型的建立提供了理论依据。在理论分析和以往研究的基础上,提出了二桩厚承台的桁架模型,可供二桩厚承台设计时参考。

桩-弹性承台体系的受力分析

以虎门大桥辅航道通航孔嵌岩桩基础为工程背景，通过桩项反力、承台表面位移随承台厚度和布桩形式变化的分析，指出承台的厚度、桩的布置形式都会对桩一承台体系的内力和变形产生影响，指出桩-弹性承台进行桩基础的计算分析是比较全面的．

承台传力机理及设计方法研究

基于对厚承台的非线性有限元分析结果,研究了厚承台的传力机理。研究发现厚承台的传力机理符合空间桁架模型理论。在分析了厚承台承载力的主要影响因素后提出斜压杆承载力和拉杆承载力的计算公式,采用拉压杆模型计算了厚承台的极限承载力,算得承台的承载力与试验结果吻合较好。