混合配筋新型预应力混凝土管桩抗弯性能研究

提出了在预应力混凝土管桩中加入一定数量的非预应力钢筋的新型混合配筋预应力混凝土管桩的概念,以提高预应力管桩的抗弯承载力和延性.通过5根配有非预应力钢筋的混合配筋新型预应力混凝土管桩原型和2根普通预应力混凝土对比管桩的标准抗弯试验,研究了配置非预应力钢筋后的新型管桩的极限弯矩和刚度.基于混凝土规范和试验结果,建议了新型管桩抗弯承载力设计计算理论公式和用于管桩出厂检验的桩身极限弯矩检验值理论计算公式,均和试验结果符合良好,且满足管桩设计要求.提出了新型管桩开裂前和开裂后抗弯刚度的计算公式,和试验结果吻合良好.     

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。     

混合配筋预应力混凝土管桩的研究与应用

以混合配筋预应力混凝土管桩为基础,分析了其在试验和工作条件下的抗弯、抗剪等性能参数,探讨了其在建筑工程中的应用。     

变预应力度混合配筋混凝土管桩受弯性能

为提高混合配筋预应力混凝土管桩的延性，采取降低预应力钢棒张拉应力及对高强热扎钢筋施加一定的张拉应力形成变预应力度混合配筋混凝土管桩。通过对4根变预应力度混合配筋混凝土管桩和1根传统混合配筋预应力混凝土管桩进行受弯性能试验和有限元分析，研究预应力钢棒和高强钢筋不同张拉控制应力对混合配筋混凝土管桩受弯性能的影响。试验和有限元分析结果表明：与传统PRC管桩的破坏形态类似，变预应力度混合配筋混凝土管桩仍属于受弯破坏；随着预应力钢棒预拉应力的降低(0.6f_ptk降至0.4f_ptk,f_ptk为钢棒抗拉强度标准值),管桩的位移延性系数逐渐增大(提高约32%),而对应的开裂弯矩逐渐减小，但对受弯承载力影响较小；随着高强钢筋预拉应力的增大(0.4f_yk增至0.8f_yk,f_yk为钢筋屈服强度标准值),管桩的位移延性系数随之增大(提高约为60%)。考虑预应力钢棒受拉区合力取值的影响，推导了变预应力度混合配筋混凝土管桩的受弯承载力计算式，计算值与试验结果的比值约为0.85,具有合...     

深基坑支护用大直径预应力混凝土管桩抗弯性能试验及应用研究

通过优化非预应力和预应力钢筋的布置,提高桩身混凝土强度等级,改进端板材质、构造等措施,研发出了更高抗弯性能的大直径混合配筋预应力混凝土管桩,适用于对管桩抗弯、抗剪性能要求更高的深基坑工程。而锤击、静压等常规预应力管桩施工工艺在遇到深厚软土层、不均匀风化岩层时容易出现管桩断桩、偏移、噪音大等问题。本文通过工程实践,采用无泥浆护壁、低噪音的大直径随钻跟管桩施工技术,可以有效解决复杂地质情况下预应力管桩施工工艺存在的此类问题。     

混合配筋混凝土梁抗弯疲劳试验

为了研究混合配筋(混合配置FRP筋和钢筋)混凝土梁的抗弯疲劳性能,设计了4根混合配筋混凝土梁(1根梁承受静力荷载,3根梁承受等幅疲劳荷载),进行了疲劳试验。结果表明:混合配筋混凝土梁抗弯疲劳破坏始于受拉钢筋的疲劳断裂,GFRP筋断裂或者基体开裂剥落,随后压区顶部混凝土压碎; 破坏时纯弯段出现1条或2条主裂缝,钢筋疲劳断口光滑,未出现静力拉断时的屈服和颈缩现象; GFRP筋疲劳破坏未出现静力受拉破坏时纤维“扫帚”型破坏模式; 疲劳加载后构件产生不可恢复的残余挠度,残余挠度随着疲劳次数和疲劳上限荷载的增加而增大; 疲劳过程中纯弯段基本不出现新裂缝,均是沿已有初始裂缝扩展; 基于有效惯性矩法的刚度计算值和基于刚度解析法的刚度计算值均大于试验值,偏于不安全; 基于EN 1992-1-1:2004提出的刚度预测模型相对偏差均在10%以内,且刚度计算值小于试验值,偏于安全。     

区段配筋管桩抗弯性能研究和施工管理——基于预应力支护桩受力特性分析

以天津地区80个基坑工程为样本,探究了单支撑排桩和倾斜桩支护体系桩身弯矩沿桩长的分布规律,并进行了管桩抗弯承载力试验。研究结果显示：单支撑排桩和倾斜桩支护体系的桩身最大弯矩位置及不同弯矩区间所占桩身长度比值均会出现在某一特定范围内,其分布形式均为正态分布;倾斜桩最大弯矩点深度和最大弯矩区间与桩长的比值小于单支撑排桩;区段配置非预应力钢筋可以提高桩身抗裂、极限承载和桩身抗弯变形等能力,并明显抑制桩身裂缝的进一步发展,证明了区段复式配筋预应力混凝土管桩可以在减少钢筋用量的前提下满足其在基坑工程中的应用,并可采用锤击法和静压法等工艺进行沉桩施工。     

复合配筋预应力混凝土管桩抗弯性能试验和数值分析

开发研制了复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩(以下简称PRC-G桩),并进行了抗弯性能的现场抗弯试验和数值分析。试验研究结果表明,GFRP筋可以明显改善常规管桩的抗弯性能,其开裂荷载和极限荷载均有显著的提高,破坏时PRC-G桩均是受压区混凝土破碎而PRC桩的预应力筋被拉断;数值分析结果表明,PRC桩破坏时,预应力钢筋达到屈服强度1 420 MPa,PRC桩受压区混凝土未达到标准抗压强度,桩身未被破坏;PRC-G桩破坏时,受压区混凝土最大压应力为52.03 MPa,受压区混凝土破碎,管桩破坏。抗弯数值模拟和抗弯试验的结果表明,两者的荷载-挠度曲线的规律基本一致。研究成果可为复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩在工程中的推广应用提供理论依据。     

管桩混凝土抗压强度及管桩抗弯试验验证

本文介绍了用GB13476修订稿中提出的混凝土抗压强度试验方法、管桩抗弯试验方法进行试验验证的有关情况。     

预应力混凝土夹芯板抗弯性能的试验研究

通过预应力混凝土夹芯板抗弯性能的试验，重点研究了施加预应力对改善夹芯板抗弯性能的作用。试验研究表明，预应力混凝土夹芯板具有很好的抗弯性能，刚度和承载力均能满足规范要求。并根据受弯机理分析，提出了相应的开裂弯矩和极限弯矩计算公式，计算结果与试验结果吻合较好，可供工程设计应用参考。     

预应力混凝土管桩抗弯及抗剪性能试验研究

通过一系列原型试验,对预应力混凝土管桩的抗弯及抗剪性能进行研究。抗弯试验结果显示,试验所采用的预应力混凝土管桩抗弯性能明显优于规范值,在弯矩作用下桩身裂缝分布于跨中约3m范围内。管桩弯曲断裂时呈脆性破坏性状,最大应力处位于跨中纯弯段内,裂缝出现前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移。桩身破坏后仍具有较高的抗弯承载力,但裂缝出现后桩身刚度明显降低。抗剪试验显示试验桩的抗剪性能优于规范值,断裂处为大致45°的剪切破碎带。抗剪试验中管桩的应力主要集中在剪弯段内,管桩破坏后仍具有较高的抗剪承载力。     

预应力工字型桩抗弯试验研究

介绍一种适用于地下基坑围护的新型预制混凝土围护桩:预应力工字型桩。通过研究工字型桩受弯作用下桩身裂缝出现、发展情况及变形特征,分析其承载力及破坏特征。试验表明:预应力工字型桩满足规范要求的检验标准,有一定安全储备,但当桩身出现裂缝后截面刚度损失较大,对其抗弯性能有较大影响。     

一种带翼板预应力管桩及其性能初步研究

本文提出了一种新桩型—带翼板预应力管桩。该种桩型适用于具有深厚软土的地层条件,它的特点是桩端带有一个扩大头,桩侧按一定间隔设置翼板并在翼板间灌砂,分别用于提高桩端阻力及桩侧阻力。本文对该种桩型的施工工艺、设计方法进行了叙述,并进行了静载荷对比试验研究。初步分析研究结果表明,该种桩型能显著提高单桩承载力。     

预应力混凝土管桩与桩帽连接节点受弯性能试验研究

本文通过对十九个预应力混凝土管柱与桩帽连接节点的受弯试验研究,描述了连接节点的破坏形态和破坏机理,分析了连接节点受弯承载力的主要影响因素.在此基础上,探讨了连接节点受弯承载力的计算模式和计算公式,建议计算方法所得结果与试验结果吻合较好.     

预应力混凝土大管桩与桩帽连接的轴拔性能和粘结滑移特性

预应力混凝土大管桩与桩帽混凝土之间的粘结性能属于新老混凝土的粘结问题，其粘结强度不仅与管桩和桩帽混凝土的强度大小有关，而且与管桩表面的粗糙度、界面剂的类型以及受力性质有关。在对直径为1200mm的预应力混凝土大管桩与桩帽连接节点进行拔出试验的基础上，分析了连接节点的粘结机理、影响因素和破坏形态，指出随着轴向拉力的增加，环向粘结应力沿管桩埋入深度急剧减小，逐渐出现粘结效应弱化现象，导致管桩和桩帽产生相对滑移，粘结应力减小，峰值内移。根据管桩脱离体的平衡条件和变形条件，从理论上对管桩与桩帽混凝土之间的粘结应力分布、管桩的应力大小，以及与相对滑移之间的关系进行了分析，并导出粘结应力随位置函数呈负指数函数分布，当位置函数为线性函数时，其结果与锚杆的Mindlin弹性位移解在形式上相似。最后，根据新老混凝土粘结性能的研究成果，对预应力混凝土大管桩与桩帽混凝土连接节点极限轴拔承载力计算给出了建议计算公式，与试验结果吻合较好。并提出了在实际工程中管桩与桩帽连接的合理形式。     

预应力混凝土管桩与桩帽连接节点轴拔性能原型试验研究

通过对直径1200mm的预应力混凝土管桩与桩帽连接节点轴拔性能的原型试验研究,描述了连接节点的破坏形态,分析了连接节点的工作性能和影响轴拔承载力的主要因素,并用有限元对连接节点的受力情况进行了分析计算。在试验的基础上,结合新老混凝土粘结性能的试验结果,对连接节点极限轴拔承载力的计算给出了建议计算公式,其结果与试验数据吻合较好。     

带翼板预应力管桩承载性能的模拟分析

对带翼板预应力管桩的承载力提高机制进行了探讨 ,提出几种可能分析该种桩型竖向承载性能的模拟方法 ,并编制了相应的有限元计算程序。通过模拟分析一个工程实例 ,得到了最合适的模拟方法和土体参数参考值 ,并取得了较好的拟合效果。另外 ,对影响翼板间砂层与桩整体工作的因素进行了探讨 ,提出了合理的翼板间距范围     

预应力混凝土受弯构件的非线性变形

预应力混凝土受弯构件的挠度与预应力、荷载、混凝土徐变和收缩等有关,因此是非线性的。本文提出了求解任一时间挠度的计算方法,其中考虑了各种因素的影响,导出了混凝土徐变与收缩相关系数的实用公式和混凝土徐变和收缩时,因拉、压钢筋用量不同而引起的梁变形的曲率公式,并给出了算例,与实测比较,结果令人满意。     

预应力AFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究

对一组配置芳伦纤维增强塑料AFRP预应力筋的简支梁进行受弯试验,考察AFRP筋配筋率、张拉控制应力、非预应力钢筋配筋率等因素对构件承载能力的影响,分析了开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度关系、裂缝发生发展、平截面假定、AFRP筋和普通钢筋的应变发展状况等。试验结果表明:有粘结预应力AFRP筋混凝土梁的受载全过程可分为三个阶段,即从加载到混凝土开裂,再到非预应力筋屈服,最终达到极限承载力;虽然AFRP筋材没有屈服点,但是其弹性模量较低,因此,试验梁破坏前有明显的变形和预兆;破坏时,AFRP筋应变不一定达到极限,其值可按平截面假定计算;此外,试验表明,适当提高张拉控制力能提高梁的极限承载能力。     

钢绞线、FRP筋预应力加固混凝土梁抗弯性能试验研究

纤维增强复合材料是一种新型的材料,对FRP筋材使用预应力的方式加固混凝土梁,是一种新兴的加固技术,可以有效地发挥FRP的高强性能。为了研究混凝土梁加固以后的抗弯性能,采用试验研究与理论分析相结合的方法,制作了12根混凝土梁试件,通过试验比较CFRP筋、BFRP筋和高强钢绞线3种预应力筋材的加固效果,包括开裂荷载、屈服荷载和极限承载力,对加固梁的裂缝开展、刚度提高以及破坏形式进行初步研究和探讨。