填芯PHC管桩抗弯抗剪性能研究

发布时间：2017-09-25 05:14

  本文关键词：填芯PHC管桩抗弯抗剪性能研究

  更多相关文章： PHC管桩 填芯混凝土 抗弯承载力 抗剪承载力

【摘要】：预应力混凝土管桩因其具有桩身强度大,竖向承载力高,对各种地质条件适应性好,质量易保证,施工方便等特点,在我国工程中得到广泛的应用。然而,预应力混凝土管桩在水平荷载作用下时,其桩身抗弯、抗剪能力较差,限制了其在许多工程中应用。工程中常采用填芯方法以增强预应力管桩的抗弯、抗剪能力,但现阶段预应力管桩设计的相关规范未涉及填芯对管桩抗弯、抗剪承载力的影响及相应的设计计算方法。为填补现阶段预应力管桩规范中填芯PHC管桩设计方法的不足,通过素混凝土填芯及非填芯PHC管桩的室内抗弯及抗剪承载力试验、理论分析和数值模拟等手段,较为系统研究了素混凝土填芯对PHC管桩抗弯、抗剪承载力性能的影响,主要研究内容与结论如下:1.通过素混凝土填芯及非填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力对比试验,较系统地研究了素混凝土填芯对PHC管桩抗弯、抗剪承载力的影响。试验结果表明:填芯PHC管桩与空芯PHC管桩相比较,填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力有较大幅度的提高。填芯PHC管桩抗裂弯矩提高幅度为24%,极限弯矩提高幅度为32%,抗裂剪力提高幅度为16%,破坏剪力提高幅度为5.6%。2.基于力学理论及叠加原理,推导出了素混凝土填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力计算设计公式。将公式计算的结果与试验所得结果值比较,吻合较好,证明了所建立公式的合理性。3.利用Ansys有限元分析软件,分析了素混凝土填芯对PHC管桩的抗弯、抗剪承载力性能影响。模拟结果表明:采用混凝土强度等级为C30的素混凝土填芯时,填芯PHC管桩与非填芯PHC管桩相比较,填芯PHC管桩的极限弯矩提高了29.8%,极限剪力提高了7.2%;采用混凝土强度等级为C60素混凝土填芯时,填芯PHC管桩的极限弯矩提高了58%,极限剪力提高了25.9%。因此填芯混凝土强度等级越高,PHC管桩的抗弯、抗剪承载力提高幅度越大;由不同强度混凝土填芯PHC管桩的承载力曲线可知,当填芯混凝土强度等级达到一定值时,填芯PHC管桩的抗弯、抗剪承载力提高的效果减小。
【关键词】：PHC管桩 填芯混凝土 抗弯承载力 抗剪承载力
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 预应力混凝土管桩概述9-13
• 1.1.1 预应力混凝土管桩简介9
• 1.1.2 国内外预应力混凝土管桩发展过程9-11
• 1.1.3 预应力混凝土管桩的优缺点11-13
• 1.2 预应力混凝土管桩研究现状13-16
• 1.2.1 国内外预应力混凝土管桩的研究现状13-14
• 1.2.2 预应力混凝土管桩抗弯承载性能研究14-15
• 1.2.3 预应力混凝土管桩抗剪承载性能研究15-16
• 1.3 本文研究的主要意义和目的16
• 1.4 本文研究的主要内容16-18
• 第二章 填芯PHC管桩抗弯、抗剪承载力试验18-35
• 2.1 试验概况18-21
• 2.1.1 试验目的18
• 2.1.2 试件准备18-19
• 2.1.4 材料性能19-21
• 2.2 试验加载方法21
• 2.3 抗裂荷载和极限荷载的确定21-22
• 2.4 抗弯试验加载装置和测点布置22-24
• 2.4.1 抗弯试验加载装置22-23
• 2.4.2 抗弯试验测点布置23-24
• 2.5 抗弯试验加载过程24-25
• 2.6 抗剪试验加载装置和测点布置25-27
• 2.6.1 抗剪试验加载装置25-26
• 2.6.2 抗剪试验测点布置26-27
• 2.7 抗剪试验加载过程27-28
• 2.8 试验结果分析28-34
• 2.8.1 抗弯试验结果分析28-31
• 2.8.2 抗剪试验结果分析31-34
• 2.9 本章小结34-35
• 第三章 填芯PHC管桩抗弯抗剪承载力公式建立35-44
• 3.1 填芯PHC管桩抗弯、抗剪承载力性能分析35-36
• 3.1.1 填芯PHC管桩抗弯性能分析35
• 3.1.2 填芯PHC管桩抗剪性能分析35-36
• 3.2 填芯PHC管桩抗弯承载力计算36-40
• 3.2.1 填芯PHC管桩抗弯承载力计算36-39
• 3.2.2 试验结果与计算结果对比分析39-40
• 3.3 填芯PHC管桩抗剪承载力计算40-43
• 3.3.1 填芯PHC管桩抗剪承载力计算40-42
• 3.3.2 试验结果与计算结果对比分析42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 PHC管桩抗弯、抗剪性能有限元分析44-66
• 4.1 有限元分析方法44-45
• 4.1.1 有限元方法简介44
• 4.1.2 ANSYS软件简介44-45
• 4.2 有限元计算模型45-50
• 4.2.1 单元选取46-47
• 4.2.2 材料本构关系47-50
• 4.3 PHC管桩抗弯模拟50-57
• 4.3.1 抗弯模型网格划分和约束边界情况51-52
• 4.3.2 加载情况52-53
• 4.3.3 PHC管桩抗弯ANSYS模拟结果分析53-57
• 4.4 PHC管桩抗剪模拟57-64
• 4.4.1 抗剪模型网格划分和边界约束情况59
• 4.4.2 加载情况59-60
• 4.4.3 PHC管桩抗剪ANSYS模拟分析结果分析60-64
• 4.5 本章小结64-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 研究总结66
• 5.2 研究展望66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士期间主要研究成果72-73
• 致谢73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢金国;;管桩废浆再利用技术研究和应用[J];福建建筑;2009年12期

2 高元军;;大连地区管桩应用探讨[J];建筑安全;2014年06期

3 吴小秒;利用管桩余浆生产加气砼的研制及应用[J];房材与应用;2001年02期

4 蒋元海;管桩水泥的制作方法[J];中国水泥;2003年02期

5 黄红建;赖兆琼;;管桩余浆的成分及其应用的研究[J];广东建材;2005年12期

6 邹猬成;某工程施打管桩的断桩典型案例分析与对策[J];广东建材;2005年02期

7 朱振林;刘鸿雁;;管桩废浆在管桩生产过程中的再利用[J];广东建材;2006年03期

8 黄红建;赖兆琼;;影响管桩余浆成分变化因素分析[J];广东建材;2006年09期

9 张志军;;我省管桩生产用原材及产品质量存在问题探讨[J];广东建材;2008年01期

10 汪冬冬;王成启;时蓓玲;张造扬;;大管桩现场取样分析与耐久性研究[J];中国港湾建设;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王重;;中国管桩企业的明天——细节决定成败[A];CCPA预制混凝土桩专业委员会2009～2010年年会暨学术交流会论文集[C];2010年

2 朱建华;;促进管桩行业健康发展若干问题的探析[A];预制混凝土木桩学术论文集[C];2004年

3 谈维汉;;管桩质量缺陷的原因和预防[A];预制混凝土木桩学术论文集[C];2004年

4 ;中国预应力混凝土管桩的发展状况及同日本管桩的差距[A];预制混凝土桩——中国硅酸盐学会钢筋混凝土制品专业委员会、中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩委员会2007-2008年年会论文集[C];2008年

5 蒋元海;;我国管桩行业值得研发的一些技术问题[A];预制混凝土桩——中国硅酸盐学会钢筋混凝土制品专业委员会、中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩委员会2007-2008年年会论文集[C];2008年

6 朱振林;刘鸿雁;;管桩废浆在管桩生产过程中的再利用[A];预制混凝土桩——中国硅酸盐学会钢筋混凝土制品专业委员会、中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩委员会2007-2008年年会论文集[C];2008年

7 魏宜龄;;企业的生命在于创新 广东三和管桩有限公司管桩工程技术研发中心概况[A];预制混凝土桩——中国硅酸盐学会钢筋混凝土制品专业委员会、中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩委员会2007-2008年年会论文集[C];2008年

8 于缘宝;;管桩厂节能减排的几项技术措施[A];中国混凝土与水泥制品协会2012年会论文集[C];2012年

9 邹文刚;;管桩工艺设计中的能源设计和设备选型[A];中国混凝土与水泥制品协会2012年会论文集[C];2012年

10 王重;薛万银;;中国预应力混凝土管桩的发展状况及同日本管桩的差距[A];中国混凝土与水泥制品协会2012年会论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 李旭明;做东北管桩业的龙头老大[N];长春日报;2007年

2 本报记者杨静;建华管桩携手房企共谋发展之路[N];中国建材报;2012年

3 记者 陈岩 通讯员 陈邦立;管桩业上演“三国演义”[N];湖北日报;2014年

4 任军;建华管桩以中国传统理念管理现代企业[N];中国建材报;2006年

5 本报特派记者　 韩庆文;耐久性：管桩行业急需解决的重大课题[N];广东建设报;2007年

6 成智邋文化;连云港市东浦管桩有限公司发展态势强劲[N];江苏经济报;2007年

7 记者　 赖继红;实现企业与城市共同发展[N];南昌日报;2006年

8 本报记者 陆梅 通讯员 胡蕊;37亿元年产值刷新记录[N];中山日报;2006年

9 本报记者 陆梅;建华管桩铸造建筑王国“定海神针”[N];中山日报;2006年

10 本报记者 李旭明;创奇迹 夯实建筑基础 成霸业 还看正兴管桩[N];长春日报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王文进;改进型PHC管桩抗震性能试验研究[D];天津大学;2014年

2 胡延燕;矿物掺合料对PHC管桩混凝土性能的影响[D];西安建筑科技大学;2016年

3 曾俊杰;高性能管桩混凝土材料设计与节能制备技术研究[D];武汉理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郝艳浩;基于聚羧酸减水剂的免蒸压PHC管桩实验研究[D];华南理工大学;2015年

2 周浪;PHC管桩在白垩系泥质粉砂岩地区的竖向承载力试验与数值模拟研究[D];湘潭大学;2015年

3 林海;预应力高强混凝土管桩抗冲击性能研究[D];广东工业大学;2016年

4 黄琛;广东某公路桥梁预应力混凝土管桩基础承载力研究[D];华南理工大学;2016年

5 王威;填芯PHC管桩抗弯抗剪性能研究[D];湖南工业大学;2016年

6 傅建舟;软土地基预应力管桩纠偏补强与施工质量控制[D];浙江大学;2008年

7 司徒漫生;非软弱土层预应力管桩竖向承载性能试验研究[D];华南理工大学;2010年

8 王俊炜;变截面与等截面管桩单桩承载性状及经济对比分析[D];湖南工业大学;2014年

9 梁玉国;安徽华建管桩有限公司营销模式创新研究[D];大连海事大学;2012年

10 唐蕾;预应力管桩混凝土回弹测强研究[D];浙江大学;2008年

，

本文编号：915553