FRPC組合樁抗彎性能試驗研究.pdf

1、傳統(tǒng)材料樁（鋼管復(fù)合樁、鋼筋混凝土樁）在惡劣的自然環(huán)境中很容易被腐蝕。FRPC組合樁(Fiber Reinforced Polymer Pile Filled with Concrete)是由FRP外殼和其內(nèi)部充填混凝土形成的一種新型組合樁基礎(chǔ)形式，它能夠很好的抵御外部環(huán)境的侵蝕，改善結(jié)構(gòu)的耐久性。由于FRP材料具有高強度和低彈模的特點，F(xiàn)RPC組合樁的力學性能與傳統(tǒng)材料樁也有較大差異。本文主要采用室內(nèi)試驗，理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方

2、法，研究FRPC組合樁的抗彎性能，主要內(nèi)容和研究成果如下:
　　對7根FRPC組合樁試件進行純彎試驗研究，分析了FRPC組合樁受彎承載分三階段工作（整體工作階段、正常使用階段、極限承載階段）的特點;結(jié)合截面的應(yīng)變分布規(guī)律，驗證了平截面假定;分析了抗彎剛度的變化規(guī)律以及剛度疊加原理;研究了各個影響因素(FRP管壁厚，粘結(jié)形式，混凝土強度)對FRPC組合樁抗彎性能的影響，結(jié)果表明:(1)FRP管壁厚對承載力影響較大，增大壁厚既可以提高

3、試件的剛度，又可以增大套箍作用;(2)混凝土強度對FRPC組合樁初始剛度有較大影響;(3)FRP管與混凝土的相對滑移會使截面的剛度下降，從而影響試件的抗彎承載力。
　　分析比較了FRPC組合樁與傳統(tǒng)材料樁受彎特性的異同點，F(xiàn)RPC組合樁的延性更好，有較大的安全儲備。提出可用綜合性能安全系數(shù)來確定FRPC組合樁的設(shè)計荷載（正常使用臨界狀態(tài)），并作為承載時的安全儲備條件。
　　通過極限平衡法推導(dǎo)出FRPC組合樁的抗彎極限承載力計

4、算公式，給出了圓形截面的混凝土等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)γc的求解方法，γc的大小與截面半徑無關(guān)，與受壓區(qū)高度角θ有關(guān)。參考鋼管復(fù)合樁的統(tǒng)一理論，將FRP管與混凝土看成一個整體，在受約束條件下的混凝土抗壓強度公式的基礎(chǔ)上，提出FRPC組合樁的抗彎極限承載力統(tǒng)一理論公式。將極限平衡法公式與統(tǒng)一理論法公式的計算值與試驗值進行對比，結(jié)果表明極限平衡法偏于安全，統(tǒng)一理論法更為接近試驗值。
　　利用ABAQUS進行建模分析，模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合