预应力高强混凝土管桩抗震性能试验研究

通过对4根预应力高强混凝土(PHC)管桩进行低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究,分析在桩身填芯、配置非预应力钢筋等措施对管桩的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性性能以及刚度退化的影响。研究表明:桩身填芯可以改善管桩的变形能力;在管桩中配置一定数量的非预应力钢筋能够显著提高管桩的极限承载能力,对改善管桩的滞回性能、延性性能以及耗能能力效果更为显著。     

反复荷载作用下改善的PHC管桩的抗震性能试验研究

为了研究PHC(预应力高强混凝土)管桩的抗震性能,对6个添加非预应力筋、混凝土掺入1.0%钢丝端钩型钢纤维及进行填芯改善措施的PHC管桩试件进行了低周往复加载试验,对各试件的承载能力、位移、延性、耗能能力及累积损伤进行了分析,研究了不同改善措施对PHC管桩抗震性能的影响。结果表明:混凝土掺入1.0%钢丝端钩型钢纤维并加入非预应力筋或者进行填芯且加入非预应力筋的措施,可以明显提高试件的变形能力及延性,改善试件的滞回特性和耗能能力,提高了试件的抗震性能。     

混合配筋管桩拟静力试验研究

对PHC管桩和不同配筋强度比的PRC管桩进行拟静力试验研究,并使用弹簧来模拟桩周土作用。参考天津滨海新区地质条件设置弹簧参数,使之更符合实际的受力性能。分析试验得到的滞回曲线、骨架曲线和耗能能力等来研究管桩在往复荷载作用下的抗震性能,找到非预应力钢筋和预应力钢筋的最佳配筋强度比。结果表明,PRC管桩滞回曲线更饱满,延性更好;增加非预应力钢筋能改善PHC管桩延性,而非预应力钢筋配筋率过大也会造成混凝土在钢筋屈服前被压碎,非预应力钢筋和预应力钢筋的配筋强度比应保持在0.4～0.8之间。     

掺入钢纤维的PHC管桩抗震性能试验研究

为了研究预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,对6个掺入钢丝端钩型钢纤维和剪切端钩型钢纤维的PHC管桩试件进行了低周往复加载试验,对各试件的承载能力、延性、滞回特性、耗能能力、累积损伤进行了分析,研究了不同改善措施对PHC管桩抗震性能的影响。研究结果表明:掺入钢纤维能提高PHC管桩抗裂能力,随着钢纤维掺入量的提高,PHC管桩抗裂能力逐渐提高;掺入钢丝端钩型钢纤维比掺入剪切端钩型钢纤维提高PHC管桩抗震性能效果好;与其他改善措施相比,掺入钢丝端钩型钢纤维且加入非预应力筋的改善措施提高PHC管桩延性和耗能能力最明显,此PHC管桩的抗震性能效果最优。     

劲性填芯管桩节点抗震性能试验研究

为了提高桩与承台连接节点的承载力,对管桩进行劲性填芯,并对劲性填芯管桩及普通填芯管桩进行室内节点抗震性能试验,对比分析了两种管桩在水平往复荷载作用下的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂缝发展情况及抗弯能力。结果表明,劲性填芯能够使锚固钢筋和管桩更好地发挥其性能,且能大幅度提高桩与承台连接节点的水平承载力、位移及延性。     

预应力高强混凝土管桩抗震能力改善措施的试验研究

为提高预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,提出在混凝土中加入碳纤维的方法。通过对两类四根PHC管桩的低周往复加载试验,观察试验现象、分析反映抗震性能的曲线的变化趋势,研究在混凝土中加入碳纤维对PHC管桩抗震性能的影响。研究表明:在混凝土中添加碳纤维可以改善混凝土的黏结力、提高混凝土的抗拉性能、延迟混凝土开裂,从而减弱PHC管桩的刚度退化、提高PHC管桩的刚度、强度和耗能性能。     

混合配筋管桩低周往复试验研究

对普通管桩(PHC)和混合配筋的管桩(PRC)进行低周往复试验,并使用弹簧来模拟桩周土作用。通过试验分析构件的破坏形态和受力性能,结果表明:PRC管桩裂缝分布更均匀,增加非预应力钢筋能改善PHC管桩脆性断裂的不足,而非预应力钢筋配筋率过大也会造成混凝土过早压碎,非预应力钢筋和预应力钢筋的配筋强度比在0.4~0.8之间最合适。     

PHC管桩中配不同直径普通钢筋抗震研究

对四根分别布置12mm、14mm、16mm和18mm非预应力钢筋的混合配筋高强混凝土管桩进行低周往复加载试验,对各试件的承载能力、延性、极限弯矩进行了分析。研究了不同直径的非预应力钢筋对PHC管桩的抗震性能影响,并使用ANSYS建立管桩模型,对试验进行模拟,结果表明当间隔布置的非预应力钢筋直径为16mm时,管桩试件的位移延性系数最大,其抗震性能最好。     

混合配筋管桩的抗震性能试验研究

PHC管桩在地震作用下表现出一定的脆性,工程中可采用配置非预应力筋的措施改善其抗震性能,但改善效果尚不明确。本文通过1个PHC管桩和5个配置非预应力筋的PRC管桩的低周往复加载试验,对非预应力筋和预应力筋的配筋强度比和非预应力筋的配筋形式对PHC管桩抗震性能的改善效果进行了分析,包括管桩的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、刚度退化、承载力和延性。结果表明:配置非预应力筋可有效改善PHC管桩的抗震性能,并筋配筋形式下,当非预应力筋和预应力筋的配筋强度比为53%时,管桩的抗震性能有明显改善。     

钢纤维对无粘结部分预应力高强混凝土扁梁柱板边节点抗震性能的影响

通过2个无粘结部分预应力高强混凝土扁梁柱板边节点在低周反复荷载下的拟静力试验,研究了节点核心区钢纤维对扁梁柱板边节点的破坏形态、承载力、延性及耗能能力等抗震性能的影响。研究表明钢纤维能改善无粘结部分预应力高强混凝土扁梁柱板边节点的破坏形态,然而,由于节点在柱侧梁端产生塑性铰破坏,在节点核心区掺入钢纤维对延性、承载力和耗能能力提高不明显。     

复合配筋管桩抗震性能试验研究

传统PHC管桩在地震作用下表现出脆性破坏特征,限制了其使用范围。已有室内试验研究结果表明,通过在PHC管桩中加入非预应力钢筋形成复合配筋管桩可提高其抗震性能。目前针对管桩破坏机理以及抗震性能的研究,主要采用室内模型试验或振动台试验,未能充分考虑实际工程中桩的受力条件和土体的作用。为研究复合配筋管桩的抗震性能,在软土地区对PHC管桩和复合配筋管桩进行了现场足尺抗震性能试验研究。试验比较了常规管桩以及掺入不同含量非预应力钢筋的复合配筋管桩的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、曲率分布等数据,分析复合配筋管桩的抗震性能。研究结果表明：与PHC管桩相比,复合配筋管桩的抗震性能得到明显改善,且对于提高管桩延性来说,存在最优的非预应力筋配筋率。     

预应力钢绞线超高强混凝土管桩受弯性能研究

为解决普通预应力超高强混凝土管桩水平承载力低和变形能力差的问题,提出了预应力钢绞线超高强混凝土管桩。通过3种常用桩型6根试件的足尺受弯性能试验、有限元分析,对比了预应力钢绞线超高强混凝土管桩与普通预应力超高强混凝土管桩在抗裂性能、受弯承载力、变形能力及破坏特征等方面的差异。研究结果表明：以钢绞线替代钢棒作为主筋可以有效提高管桩受弯状态下的变形能力和承载力;预应力钢绞线超高强混凝土管桩均以受压区混凝土压碎破坏,而普通预应力超高强混凝土管桩均以预应力钢棒拉断破坏;所建立的数值模型可以合理预测管桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布与试验结果吻合较好。     

复合配筋空心方桩抗震性能试验研究

预应力空心方桩具有承载力高、施工方便等优点,在建筑桩基中应用较为广泛。但是由于预应力空心方桩破坏时呈脆性特征,其抗震性能有待进一步研究,为此,通过现场试验对预应力空心方桩和配置非预应力筋后的复合配筋空心方桩的抗震性能进行了研究,结果表明：预应力空心方桩在破坏时表现出脆性破坏的特征,配置非预应力筋后,其脆性破坏特征逐步改善,逐渐过渡到延性破坏;配置非预应力筋可使预应力空心方桩的水平承载力有小幅度的提高,且可以大幅度提高其桩身变形能力;预应力空心方桩存在一个最优的非预应力筋配筋率,该配筋率时其延性和耗能能力最好;可在桩身受力较大处一定范围内配置非预应力筋以提高其在水平地震作用下的抗震性能。     

混合配筋预应力混凝土管桩抗弯承载性能研究#br#

通过开展6根混合配筋预应力混凝土管桩和3根预应力混凝土管桩的抗弯性能试验,分析非预应力钢筋的配置对混合配筋预应力混凝土管桩抗弯承载性能的影响。试验结果表明：配置非预应力钢筋可明显提高预应力混凝土管桩的抗弯承载力,对控制抗弯裂缝的开展有明显的效果。与试验数据相比,现有抗弯承载力公式的计算值合理有效,但公式形式较为复杂。针对混合配筋预应力混凝土管桩的抗弯承载力进行研究,将环形截面等效成工字形截面,并利用“等效钢带法”计算钢筋提供的轴力和弯矩,推导出了简化计算公式,其计算结果相对试验承载力具有合理的富余。相比原有公式,简化计算公式形式简单、易于计算,可应用于实际预应力混凝土管桩的设计分析中。     

往复水平荷载作用下不同桩型单桩水平承载性能足尺对比试验研究

选取天津市汉沽区典型软土场地,针对预应力管桩、预应力空心方桩、钻孔灌注桩共38根足尺桩,展开现场原位土体条件下的单桩拟静力试验;探究各桩型足尺桩在考虑桩–土相互作用条件下受到桩顶低周往复水平荷载作用时的承载性状及抗震性能,并基于不同桩型做出对比。通过对预应力桩、增配不同数量非预应力筋形成的复合配筋桩及灌注桩的破坏形态、荷载–位移关系、位移延性的对比分析,结果表明:常规预应力桩延性较差,呈脆性破坏;增配非预应力筋是提高预应力桩抗震性能的有效措施;复合配筋桩的位移延性及耗能能力得到显著改善,呈延性破坏;不同配筋率的灌注桩的位移延性系数均在4.5以上,具有较好的延性及耗能性能;复合配筋桩及灌注桩的位移延性系数均随非预应力筋配筋率的增加呈先增大后减小的趋势,存在一个最优的非预应力筋配筋率,使得其位移延性最好。     

玻璃纤维筋与钢筋复合配筋预应力混凝土管桩承载性能试验研究

针对预应力钢筋混凝土管桩（普通管桩）水平承载力不足的问题,开发研制了采用玻璃纤维筋与钢筋复合配筋预应力混凝土管桩（复合配筋管桩）,进行了复合配筋管桩与普通管桩受弯和受剪性能的对比试验。受弯试验结果表明：GFRP筋的配置较大幅度改善了普通管桩的承载性能;与普通管桩相比,复合配筋管桩的开裂弯矩和极限弯矩均有显著的提高,且其裂缝分布范围小、数量少且长度略短于普通管桩;两种类型桩裂缝出现前跨中截面应变符合平截面假定,破坏时复合配筋管桩受压区混凝土破碎而管桩的预应力筋被拉断。受剪试验结果显示：配置GFRP筋较大幅地改善了普通管桩的受剪性能,其开裂剪力有显著的提高;两种类型桩破坏过程相似,均是支座处先出现裂缝,并沿与桩长方向大致30°夹角方向开展延伸,当延伸至加载点垂直面时,以平行于桩长方向继续扩展,最后形成贯通面。对比试验结果表明,采用玻璃纤维筋与钢筋复合配筋预应力混凝土管桩在受弯和受剪性能方面均有不同程度的提高,可有效解决普通管桩水平承载力不足的问题。     

深厚软土超长预应力高强混凝土管桩轴向受力性状的试验研究

通过在管桩的钢筋笼里面添加带应变计的附加钢筋,对珠海保税区深厚软土地基中超长预应力高强混凝土(PHC)管桩进行了轴向静载试验和桩身轴力的测试,探讨了深厚软土地基中超长PHC管桩的竖向承载特性和荷载传递机理。结果表明在深厚软土地基中,超长PHC管桩表现出端承摩擦桩的承载性状,因此应当选择压缩性较小的土层作为持力层;超长PHC管桩的桩端土刚度对桩侧摩阻力的发挥有极大的影响,提高桩端土刚度对桩侧摩阻力有明显的增强作用;适当地增加桩长可以提高桩基的极限承载力;在长细比较大的超长PHC管桩设计中,除了从极限承载力和桩顶沉降来考虑外,还应该注意桩身强度的影响;同时,在沉降计算中,要充分考虑桩身压缩引起的沉降。该试验方法和试验结果对今后PHC管桩的研究和设计应用具有重要的指导意义。     

预应力填芯管桩抗弯性能与延性特征的试验

在水平地震作用下,管桩与桩帽接合部要承受较大的弯矩和剪力的作用,现有的管桩标准图均在管桩顶部1m范围内按构造的要求设置填芯混凝土以提高空心管桩的承载能力,改善桩端延性,但目前对填芯混凝土管桩承载力和延性的了解甚少。通过对两组试件在低周反复荷载作用下的试验,研究填芯桩与非填芯桩的抗弯性能和延性特征。试验表明,填芯管桩的截面延性系数和抗弯承载能力均较非填芯管桩截面有较大的提高。     

桁架式钢骨混凝土梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能试验研究

为研究桁架式钢骨混凝土框架梁-钢筋混凝土柱连接节点的抗震性能,制作12个考虑钢骨含量、腹杆截面面积及轴压比三个变化参数的节点试件,对其进行低周反复荷载试验。试验观察了构件破坏过程,得到了节点梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及各阶段的应变、荷载和位移值,并分析了节点的延性、能量耗散能力、抗剪性能。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和耗能能力,证明在节点区及梁端配有交叉腹杆的桁架式钢骨混凝土梁与钢筋混凝土柱节点连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。在试验研究的基础上建立了恢复力模型,模型和试验能够较好地吻合。研究成果可为工程实践提供参考。     

双型钢混凝土转换梁柱节点抗震性能试验研究

以广东某高层建筑为工程背景,针对大跨度转换结构,提出了双型钢混凝土转换梁柱节点的构造组合形式,通过对2个转换节点的竖向和水平荷载作用下的低周反复荷载试验,研究了节点的破坏形态、承载能力、刚度、滞回特性、延性、耗能能力及关键位置钢筋和型钢的应变等性能。试验结果表明：转换梁内置双型钢腹板形成的封闭空间对混凝土有约束作用,提高了节点区混凝土的抗剪能力;双型钢混凝土转换梁柱节点的滞回曲线饱满,极限变形能力较强,承载力较高,刚度、延性和耗能能力均较好;被转换柱与双型钢混凝土梁采用“端板螺栓连接”实现了“在被转换柱底部先出现塑性铰”,达到了“强梁强柱,更强节点”和“强转换层,弱框架层”目的。