预应力离心钢管混凝土管桩（PSC桩）抗震性能研究

发布时间：2019-11-28 13:09

【摘要】：离心钢管混凝土管桩(简称SC桩)是在用钢板经卷曲成型焊接制成的钢管内浇筑混凝土,经离心成型并通过蒸汽养护而形成的空心组合构件。SC桩由于结合了钢和混凝土两种材料的特性,具有承载力高、塑性和韧性好、种类多等优点,应用前景较好,因此国内外相关领域的学者对其研究和应用越来越关注。预应力离心钢管混凝土管桩(简称PSC桩)是对SC桩采用先张法工艺施加预加力,使得高强混凝土性能得到更高效地利用,其同时兼顾钢管桩和预应力管桩的优点。PSC桩作为一种新型基桩制品,目前对其抗震性能研究较少,这严重限制了PSC桩的推广和应用。为研究其抗震性能,本文做了以下几个方面的工作,并得到了一些成果和结论:设计并完成了SC桩和PSC桩试件的低周反复荷载试验研究,得到了各试件的荷载—位移滞回曲线,并对各试件的破坏特征以及骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化、承载力退化等抗震性能指标做了分析和比较,结果表明:SC桩与PSC桩的耗能能力接近,PSC桩的抗震承载力高于SC桩。在试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS对SC桩与PSC桩抗震性能试验进行了非线性数值模拟,给出模拟的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及承载力退化曲线,并与试验曲线进行对比,得到数值模拟结果与试验结果吻合良好,表明SC桩与PSC桩模型准确度较高,可以较准确地模拟钢管混凝土结构的实际受力过程。通过验证后的有限元模型分析了钢管壁厚、混凝土壁厚、管桩直径、钢管材料强度、混凝土材料强度、预应力钢棒配筋率以及轴压比等参数对PSC桩受弯构件荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载力及刚度退化等的影响规律。最后在总结全文的基础上,对本课题的后续研究提出展望。
【图文】：

9（a）离心成型 （b）蒸压养护图 2.2 管桩制作Fig 2. 2 Production of pipe piles管桩生产完成后，依据试验标准，选取成型良好的管桩，切割出合适的长度用于抗震性能试验研究。钢管桩标准生产长度为 10 m，根据试验要求将其切割得到长度为 3.0 m 的试件进行抗震性能试验。本次试验采用切割后的管桩共 2 根，分别是 SC 桩和 PSC 桩。2 根管桩的截面尺寸基本相同，外径均为 400mm，钢管壁厚均为 6mm，，混凝土壁厚均为 84mm，试验管桩截面如图 2.3，实测几何参数如表 2.1。

第二章 SC桩及 PSC桩抗震性能试验研究截面形状规则，防止在离心成型时 SC 桩在滚轮上上下管混凝土结构进行校圆，避免或防止离心后混凝土在钢钢板外加剂水泥、砂石、水
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU473.13

【参考文献】

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本文编号：2567049