鋼纖維高強(qiáng)混凝土樁基承臺(tái)受力性能及承載力計(jì)算方法.pdf

1、樁基承臺(tái)是樁基礎(chǔ)中承上啟下的受力構(gòu)件。現(xiàn)代水工建筑、海洋鉆井平臺(tái)和高層建筑等大型工程的發(fā)展對(duì)樁基承臺(tái)受力性能提出了更高的要求。但是，現(xiàn)有承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要是依據(jù)普通強(qiáng)度混凝土承臺(tái)研究成果建立的，缺乏高強(qiáng)混凝土樁基承臺(tái)性能的研究。本文通過模型試驗(yàn)、有限元數(shù)值計(jì)算和理論分析，探討了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土樁基承臺(tái)的受力性能和承載力計(jì)算方法。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過10個(gè)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土三樁樁基承臺(tái)受力性能試驗(yàn)，測試了承臺(tái)的

2、裂縫開展、破壞形態(tài)、荷載～撓度曲線、混凝土和鋼筋應(yīng)變，分析了鋼纖維體積率、承臺(tái)有效厚度、配筋率和配筋方式以及混凝土強(qiáng)度對(duì)承臺(tái)承載力的影響。結(jié)果表明，鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土三樁樁基承臺(tái)發(fā)生沖切破壞，符合桁架拱受力機(jī)理，三樁承臺(tái)的破壞主要源自斜壓桿的劈裂破壞或斜壓破壞。隨著鋼纖維體積率和承臺(tái)有效厚度的增加，三樁承臺(tái)承載力明顯提高，配筋率和配筋方式對(duì)承臺(tái)承載力也有一定影響。
　　(2)通過建立三樁承臺(tái)的有限元分析模型，模擬了承臺(tái)從加載、開

3、裂、屈服直到破壞的受力過程，研究了三樁承臺(tái)的撓度及應(yīng)力分布，預(yù)測了三樁承臺(tái)承載力并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，進(jìn)一步明確了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土三樁承臺(tái)的沖切破壞機(jī)理。
　　(3)通過17個(gè)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土四樁樁基承臺(tái)受力性能試驗(yàn)，分析了不同鋼纖維體積率、承臺(tái)有效厚度、鋼筋配筋率和混凝土強(qiáng)度的四樁樁基承臺(tái)的裂縫開展和破壞形態(tài)、荷載～撓度曲線、鋼筋和混凝土應(yīng)變特征以及承臺(tái)破壞機(jī)理。結(jié)果表明，底部配筋率適中的鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土四樁承臺(tái)的破壞形

4、態(tài)為彎曲破壞，彎曲拉應(yīng)力由鋼筋和鋼纖維混凝土共同承擔(dān);隨著承臺(tái)有效厚度和鋼纖維體積率的增加，四樁承臺(tái)受彎承載力顯著提高。隨著底部縱筋配筋率的增大，四樁承臺(tái)受彎承載力有所提高，變形能力增強(qiáng)。
　　(4)研究了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土三樁樁基承臺(tái)的破壞機(jī)理，建立了三樁承臺(tái)承載力計(jì)算方法。研究表明，鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土三樁樁基承臺(tái)的破壞機(jī)理可用桁架拱模型來解釋。在此基礎(chǔ)上，分別建立了基于鋼纖維混凝土斜壓桿劈裂破壞和斜壓破壞的鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混

5、凝土三樁樁基承臺(tái)受沖切桁架拱模型以及基于桁架拱模型的鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土三樁樁基承臺(tái)受沖切承載力計(jì)算方法。
　　(5)研究了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土四樁樁基承臺(tái)的破壞機(jī)理，建立了四樁承臺(tái)承載力計(jì)算方法。研究表明，鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土四樁樁基承臺(tái)的破壞符合受彎構(gòu)件破壞機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，利用塑性絞線理論并考慮鋼纖維的作用，推導(dǎo)了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土四樁樁基承臺(tái)受彎承載力的計(jì)算模型，提出了考慮鋼纖維含量特征值影響的鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土四樁樁