多桩承台的设计（下）

为了使承台中各桩的荷载分担率能大致相同,在柱下独立桩基承台设计中,常常采用正多边形承台,这类承台除三桩承台厚度是由角桩冲切控制,承台做成等厚度外,、其余五角形、六角形和八角形承台厚度、中间厚度由柱冲切控制,边缘厚度由角桩冲切控制,故均采用中间厚、边缘薄的锥形承台。本文着重对正多边形桩基承台的抗冲切计算作简要介绍,并列举三桩承台、正五边形五桩承台、正六边形六桩承台和正八边形八桩承台计算实例。从笔者编制低桩承台通用图集积累的资料看,除正五边形五桩承台较方形五桩承台节省材料外,其它几种形式的正多边承台较之矩形承台耗用材料较多,故不宜提倡采用。     

双柱联合桩基承台空间桁架设计方法

双柱联合桩基承台多属厚承台,本文以双柱六桩承台为例,采用ANSYS三维非线性有限元分析方法,验证了双柱联合桩基承台的传力机理也符合空间桁架模型,在此基础之上,借鉴单柱桩基承台的研究成果,提出了双柱联合桩基承台空间桁架设计方法建议。     

钢纤维增强混凝土桩基厚承台空间拉杆拱传力模型的建立

基于 9个三桩承台和 1 5个四桩承台的模型试验 ,详细分析了承台的破坏形态和力学性能 ,以及钢纤维混凝土 (SFRC)用于桩基承台的优越性 ;通过对SFRC桩基承台模型进行全过程材料非线性计算 ,分析承台的裂缝扩展情况、应力分布规律和传力机理。综合有限元计算和试验研究结果 ,提出了桩基厚承台的空间拉杆拱或软化桁架传力模型 ,为《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》的修订提供理论支持和试验依据     

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,并提出了厚桩承台空间桁架设计方法建议。     

桩基厚承台的有限元分析

通过对四、六桩厚承台的有限元计算,分析其传力机理和破坏机理,进而得出四、六桩厚承台的拉、压杆传力模式,指出四、六桩承台的破坏主要是压杆的劈裂破坏以及在相同配筋率的形式下,不同的配筋形式对承台承载力的影响。     

多桩承台的设计（上）

《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)已经建设部批准,并于1995年7月1日起施行,我们根据新规范对柱下独立桩基多桩承台进行了计算,本文就承台的抗剪切、抗冲切、抗弯和局部受压计算作一介绍,并列举二桩矩形承台、四桩、五桩方形承台、六桩、八桩矩形承台、九桩方形承台计算实例,可供承台设计参考。     

钢纤维混凝土四桩厚承台受冲切承载力研究

本文介绍15个钢纤维混凝土四桩厚承台足尺试件的试验结果及三维非线性有限元分析情况,分析影响纲纤维混凝土四桩厚承台受冲切承载力的主要因素,提出了受冲切承载力计算公式。研究表明,纲纤维的掺入可有效地改善桩承台的受冲切性能,提高桩承台的受冲切承载力,减小承台的有效厚度。     

配筋方式对桩基厚承台承载性能影响的试验

为研究不同配筋方式对混凝土厚承台承载性能的影响,通过对3个配置不同形式钢筋的混凝土9桩承台进行破坏性试验,对不同配筋形式的承台受力机理和破坏模式进行探讨,证明厚承台符合空间桁架模式的受力特点,集中方式配筋有利于发挥钢筋的抗拉作用,在承台中部配置的钢筋网片能延缓混凝土压杆的劈裂破坏,在承台底部集中配筋的基础上增加中层钢筋网能有效提高承台的承载力。最后给出桩基承台配筋设计的建议。     

六桩承台受冲切承载力计算方法

通过对一个六桩承台受冲切承载力的计算,发现用现行规范承台冲切承载力计算公式计算长宽比较大的承台时存在矛盾,进一步探讨了该类承台的冲切承载力计算方法。     

承台冲切破坏的空间桁架传力机理研究

进行了5个对照组,总计8个1∶5四桩承台冲切破坏的模型试验与有限元分析,试件均按空间桁架理论设计,配筋形式包括集中于桩顶区域布置纵筋,布置腹部水平钢筋网与配置型钢桁架。研究结果表明:承台冲切破坏的传力体系为带有主要单向压应力区域的混凝土作压杆,桩顶区域间的纵筋作拉杆的空间桁架;以我国现行规范与ACI 318-08规范中的临界截面应力法为代表的上限解法在传力机理方面存在理论欠缺;当承台与桩筏筏板的破坏形式为冲切破坏时,可依据空间桁架传力机理,合理布筋,创造出性能优良的新型结构。给出了与试验结果吻合良好的承台与桩筏筏板的开裂荷载公式。     

钢纤维混凝土二桩厚承台冲切、剪切承载力试验研究

共制作了30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并进行了静载试验。系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩承台承载力的主要因素,并应用最小二乘法给出了钢纤维混凝土二桩厚承台抗冲、抗剪承载力的计算公式。与普通钢筋混凝土厚承台相比,其承载力有较大幅度的提高,承台的厚度明显降低。本文建议的公式在工程上具有广泛的适用性,该研究成果为有关规定的修订试验依据。     

桩-承台基础相对刚度试验研究

制作了3个九桩承台和1个十六桩承台,采用不同刚度垫块模拟桩刚度的变化,研究了不同承台厚度和桩支撑刚度对承台刚度及其桩顶反力分布的影响。考虑了桩与承台的相互作用,在对试验结果分析的基础上提出了一种新的桩–承台相对刚度表达式。与现有桩筏(箱)基础刚度计算公式进行对比分析,表明按本文推荐公式计算桩-承台相对刚度和桩基承台的刚柔性特征表现出很好的一致性,解决了现有桩筏基础刚度判定公式对刚度较大的桩判别较差的问题,由本文公式可计算出满足刚性条件下所需承台板厚度。     

钢筋混凝土桩基承台的抗弯强度

本文研究了钢筋混凝土桩基承台的抗弯强度,即承台弯曲破坏时的极限承载力,应用钢筋混凝土板的塑性铰线理论,按机动法的基本原理,对三、四、五桩承台弯曲破坏时的上限解,推导其计算公式,并用试验结果加以检验。     

四桩厚承台受力机理的研究

对于桩基厚承台而言,其传力机理不再是简单的弯剪破坏模式。通过对比例为1:5及2种不同底部布筋方式的四桩厚承台进行模型试验,并通过三维有限元分析,揭示出了四桩厚承台的传力机理符合拉压杆模型;破坏形态最终表现为角桩冲切破坏。这些结论将有助于桩基厚承台的设计和进一步的研究。     

局部沉降与冲切破坏的危房基础加固

通过对软土地基上某三层濒危厂房桩基础发生局部沉降和承台受冲切破坏等问题的分析研究，确定用局部增加锚杆静压桩控制整栋厂房沉降并用包柱式托换结构加固已破坏承台。尝试用植筋、新旧砼界面处理等新技术设计包柱式钢筋混凝土托换承台和锚筋式压桩承台连接系统，合理地解决了该厂房基础加固中的特有难题。     

Lateral load response of steel fiber reinforced concrete model piles in cohesionless soil

It has been long recognized that piles could be damaged under major lateral loading environments. Precautions such as increasing pile dimensions or reinforcement to avoid damages were often proved to be inadequate for satisfactory pile design especially against heavy lateral loads. This fact necessitated research for piles that are more resistant to lateral forces. Recent debate for better lateral load performance has been about the design and construction of ductile piles. In this respect, steel fiber reinforced concrete (SFRC) can be considered as a contemporary material being able to provide desired additional ductility to conventional reinforced concrete (RC) piles. The lateral load carrying mechanisms of SFRC piles and their interaction with surrounding soil have not been fully studied yet. In this study an investigation for lateral load carrying capacity of SFRC piles in cohesionless soils has been undertaken. A model study involving instrumented model piles, a testing pool and a monotonic loading mechanism has been planned and pursued. Three different steel fiber ratios by volume were utilized in the production of model piles. Performances of these piles were compared with that of the conventional concrete pile. The goal was to observe the influence of steel fibers on ductile pile behavior by isolating them from other reinforcement components (i.e. bending and shear reinforcement). It has been found that SFRC model piles with steel fiber reinforcement ratios of 1% and 1.5% are capable of providing more ductility and higher lateral load carrying capacity while taking lower bending moments compared with the concrete model pile.     

Behaviour of precast reinforced concrete pile caps

The objective of this investigation is to study the behaviour of precast reinforced concrete pile caps and the ultimate load-carrying capacity. Three pile cap units were cast and tested to failure. One unit was a control pile cap cast in situ and the other two were precast reinforced units with in situ concrete infill. The experimental results showed that the precast pile cap behaved in a similar manner as compared with the conventional cast in situ pile cap. Furthermore, all the three units failed at loads exceeding the failure loads predicted using conventional design methods and exhibited predicted failure modes. In addition, there was a substantial increase in productivity as the precast pile caps could be constructed quickly and thus reducing the risk of exposing the excavated pit to rain and possible failure of the unsupported sides.     

钢纤维高强混凝土四桩承台受弯性能及承载力计算方法研究

为研究钢纤维高强混凝土四桩承台的受力性能,基于17个钢纤维高强混凝土承台试件的受弯试验,分析了不同钢纤维体积率、承台有效厚度、钢筋配筋率、混凝土强度承台的裂缝开展和破坏形态、荷载 挠度曲线、钢筋和混凝土应变特征以及承台破坏机理。结果表明：底部配筋率为0.16%~0.52%的钢纤维高强混凝土四桩承台呈现受弯破坏形态,弯曲拉应力由钢筋和钢纤维混凝土共同承担;随着承台有效厚度和钢纤维体积率的增加,承台受弯承载力显著提高。依据研究结果提出了钢纤维高强混凝土四桩承台受弯破坏计算模型,建立了钢纤维高强混凝土四桩承台受弯承载力计算式,为完善CECS 38：2004《纤维混凝土结构技术规程》提供参考。