桩头加强型预应力管桩与承台连接处受弯性能试验研究

水平地震作用下,桩与承台连接处会产生很大的弯矩和剪力,为避免连接处过早发生破坏,需要对桩与承台连接处进行加强。通过对制作的加强型与普通填芯混凝土管桩的水平往复加载对比试验,对比两种试件在各级荷载作用下荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂缝发展变化及抗弯能力,得出加强环的约束作用能够使锚固钢筋的作用更好地发挥,连接处发生破坏后,加强型试件并未像普通型试件一样承载力骤然降低,表明加强型试件连接处水平承载力、位移及延性等都较普通试件有大幅度提高。     

水平荷载下加强型管桩与桩帽连接处受弯性能试验分析

对现场制作的加强型试件填芯混凝土管桩进行水平往复加载试验,研究各级荷载下裂缝的发展形态和破坏形式,得出管桩开裂先于加强环根部,且荷载达到最大时由于加强环的约束作用连接处未发生破坏,改善了连接处的抗弯承载能力;同时推导出填芯管桩的开裂弯矩理论计算公式并对实测结果进行验证;试件发生节点连接破坏后,结合试验各项参数推算出加强型试件节点处抗弯承载力公式并根据绘制的荷载-位移曲线计算出根部破坏时的抗弯承载力值,对其进行理论计算验证。     

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。     

对增强型填芯混凝土管桩的水平承载力试验及理论分析

为了不使基桩在地震作用下由于节点的薄弱而提前失去承载能力,结合室内拟静力试验,对不同节点加强方式的管桩承台节点模型进行了水平承载力试验研究。对比了在节点处设置加强环和将普通填芯换做劲性填芯的试件节点的抗弯能力、裂缝发展情况和破坏模式,并依据实测的破坏荷载得出了相当于普通填芯混凝土管桩的桩体嵌入承台的深度,分析比较了试验试件与等效试件的裂缝发展情况和破坏形式,为桩基抗震设计提供参考和帮助。     

劲性填芯PHC管桩与承台连接节点抗弯试验研究

在地震作用下,空心管桩的抗弯承载力通常较弱,工程中常使用填芯PHC管桩改善其抗弯性能,但普通填芯管桩桩身仍存在缺陷,因此提出劲性填芯PHC管桩,对其与承台连接节点受弯特性进行了试验研究,描述了试件的裂缝特征及破坏形态,并分析其在不同荷载下应变曲线的变化及抗弯承载力的大小,研究表明,劲性填芯PHC管桩大幅度提高了管桩抗弯承载力,改善了管桩脆性性能,可应用于实际工程建设中。     

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。     

设加强环的预应力填芯管桩的拟静力试验

水平地震作用下,管桩与承台结合部要承受较大的弯矩和剪力的作用。通过对预应力混凝土填芯管桩在其与承台结合部位设置加强环,并采用拟静力试验的研究方法,对管桩在试验过程中的破坏机理、管桩的延性和刚度退化等抗震性能进行分析。试验表明,加强环的设置使填芯管桩在承载力、截面延性系数上都有了较大程度的提高。     

不同直径的加强环对管桩延性的影响分析

对设有加强环的PHC管桩与普通PHC管桩进行了水平往复循环加载试验,并做了荷载-位移滞回曲线分析,试验结果表明有加强环的PHC管桩的延性比普通PHC管桩有明显的提升。通过ABAQUS软件分析不同外径下的加强环对管桩与承台节点处延性的影响,通过在管桩与承台节点处设置五组不同外径的加强环,分别分析节点处的荷载-位移滞回曲线,从而分析不同外径的加强环对管桩延性的影响。分析结果表明,不同外径的加强环对管桩的作用效果不同,随着外径的增加,其管桩水平抗弯和抗剪能力也在提高。     

不同高强预应力管桩抗震性能的试验对比

工程中常采用填芯,掺加钢纤维以及配置非预应力筋等方式来增强预应力混凝土管桩的抗弯承载力,但是这些改进后的管桩在地震荷载作用下的受力性能还不明确。通过三组试件的低周往复加载试验,分别从滞回耗能延性和承载力等几个方面研究预应力混凝土管桩(PHC管桩)、预应力钢纤维高强混凝土管桩(SFPHC管桩)、添加普通钢筋的预应力高强混凝土管桩(PRC管桩)的抗震性能以及填芯对管桩抗震性能的影响。试验结果表明:添加普通钢筋能够很好地改善PHC管桩的抗震性能。填芯能够提高PHC和SFPHC管桩在往复荷载作用下的承载力并能增强PRC管桩的耗能能力。各类填芯管桩的延性相对于未填芯管桩均有明显的改善。     

新型抗拔管桩承台接桩连接设计研究

对《预应力混凝土管桩图集》中的管桩与承台的接桩节点进行了改进,提出了取消填芯混凝土、将锚固钢筋安装于端板并增设下锚钢筋的接桩节点形式。利用数值模型验证了上锚钢筋与下锚钢筋的作用及接桩节点的抗拔承载力。计算结果表明:所提出的上锚钢筋布置方案是合理的,提出的下锚钢筋可以延缓管桩端部的开裂,取消填芯混凝土的接桩节点具有充足的抗拔承载力。     

增设连接墙的双桩基础水平承载特性试验研究

桩基承受水平地震作用时,桩与承台处的弯矩和剪力值都为最大,为避免连接处过早发生破坏,需要对连接处构造进行加强。通过制作普通双桩基础和增设连接墙双桩基础两种形式的缩尺模型,进行低周往复加载对比试验,对两种试件在各级荷载下的荷载-位移曲线和桩身弯矩分布进行比较,得出增设连接墙的双桩基础水平承载力、耗能能力及抗弯刚度都较普通双桩基础有大幅度提高,且连接墙的存在使桩身弯矩峰值所在位置发生改变。     

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。     

钢纤维混凝土二桩厚承台的试验研究

为了研究钢纤维增强混凝土(SFRC)二桩厚承台的传力机理和破坏模型,以及钢纤维在混凝土二桩厚承台中的作用,对30个混凝土和钢纤维混凝土二桩承台进行了静力加载试验和非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土二桩厚承台的开裂荷载、极限荷载、裂缝开展、承台内部应变分布、钢筋应力分布等力学性能。结果表明:钢纤维的掺入能有效提高混凝土承台的开裂荷载和极限荷载,阻碍裂缝的发展,降低承台的厚度;钢纤维混凝土二桩厚承台破坏形态为冲切破坏,其传力模型符合拉杆拱模型或桁架模型。提出了基于桁架模型的钢纤维混凝土二桩厚承台承载力设计计算公式,其计算值与试验值吻合较好。该研究成果可为有关规程的编制及实际工程的应用提供参考。     

带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理

在已破坏的钢管混凝土梁-柱节点试件上,截取尚未破坏的节点区域,研究带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理。对节点采用不同加载方式使其破坏,从其破坏过程、破坏形态及荷载-位移曲线等方面,分析在不同加载方式下节点各组成部分的工作状态、特点及性能差异。研究结果表明:对节点全截面加载可得到节点的最大承载力,仅对芯钢管内混凝土加载可得到节点最小承载力,其最小承载力大于所连接的钢管混凝土柱的承载力,满足节点要求;对于不同加载方式,节点的芯钢管受力状态不同,但无论何种加载方式,芯钢管、外围密排环箍主要为间接受力,起约束核心混凝土的作用。     

预应力混凝土管桩与承台结合部抗剪承载力的试验研究

在地震作用下,预应力混凝土管桩桩顶受到水平剪力作用,而空心管桩的抗剪承载力通常比较弱。常在管桩上部埋入钢筋,浇筑一段混凝土与承台相连,以改善其抗剪性能。在试验的基础上对预应力管桩的抗剪承载力进行了研究,并对填芯混凝土在抗剪承载力中的作用进行了探讨。研究表明,填芯混凝土提高了管桩抗剪承载力,改善了管桩脆性性能。为管桩抗剪承载力计算提供了试验基础及理论依据。     

预应力混凝土管桩节点抗震性能研究

管桩与承台的连接节点是结构的薄弱环节,在地震发生时容易破坏继而造成严重的后果。通过改变管桩与承台的连接形式,对结构施加水平低周反复作用模拟地震作用,研究管桩的荷载-位移滞回、延性等方面的性能。试验结果表明:填芯管桩内增设非预应力钢筋对于提高管桩的承载能力有良好的效果,以非预应力钢筋作为连接钢筋以一定角度插入承台体内连接承台和管桩,对于结构节点的抗震耗能和节点延性的提高效果十分显著。     

预应力混凝土空心管桩与填芯管桩抗剪承载力的试验研究与计算方法探讨

预应力混凝土管桩在工程中得到了广泛应用.在水平地震作用下,基础桩顶受到剪力作用,空心管桩的抗剪承载力比较弱,通常在管桩上部埋入钢筋,浇注一段混凝土与承台相连,填芯混凝土改善了管桩的抗剪性能.文章通过试验以及理论分析给出了环形截面的抗剪承载力计算公式,为管桩及其他圆形截面的设计计算提供了理论及试验依据.     

钢纤维混凝土六桩双柱厚承台试验研究及理论分析

为了研究钢纤维混凝土六桩双柱厚承台受力模型和传力机理,对6个试件进行静力加载试验和非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土六桩双柱厚承台开裂荷载、极限荷载、裂缝开展、承台内部应变分布、钢筋应力分布等力学性能。结果表明:钢纤维的掺入能有效提高混凝土承台的开裂荷载和极限荷载,延缓承台的开裂,阻裂效果明显;钢纤维混凝土双柱六桩厚承台破坏形态为冲切破坏,其传力模型符合空间拉压杆模型。提出了基于拉压杆模型的承载力设计计算公式,其计算值与试验值吻合较好;最后给出基于拉压杆模型的双柱承台的设计建议,便于实际工程中应用。     

管桩内孔填芯钢筋混凝土抗拔强度试件的研究

进行了填芯混凝土与管桩内壁抗剪试验研究,根据试验结果分析了桩与填芯混凝土在破坏时的形态,破坏时桩身的受力特征和影响管桩承载力的因素,在试验的基础上,结合新老混凝土粘结性能的研究成果,提出了填芯混凝土与管桩内壁间的平均粘结系数的建议值。     

考虑剪跨比及截桩填芯影响的PHC管桩抗剪承载力试验研究

多次震后调查表明,预应力混凝土管桩在地震作用下可发生受剪破坏。针对管桩抗剪问题,基于现行管桩图集中标准PHC管桩设计制作24个管桩试件,进行多种剪跨比下的PHC管桩抗剪承载力试验。基于试验结果,经综合考虑剪跨比、箍筋分布、纵筋配筋率、混凝土有效预压应力、混凝土强度等影响因素,提出考虑剪跨比影响的PHC管桩抗剪承载力建议公式,公式计算值与试验值吻合较好,离散性较小。同时,考虑到目前工程上截桩现象十分普遍,特针对工程上截桩及截桩后填芯的情况进行试验研究,就截桩及填芯对管桩抗剪承载力的影响进行分析,并给出计算建议,为工程建设提供参考。