童敏[1]2004年在《钢筋混凝土厚承台传力机理试验研究和理论分析》文中认为桩基具有承载力高、抗震性能好、能减少不均匀沉降等优点，广泛地应用于高层建筑、重型厂房、桥梁、码头、大型机电设备和具有特殊要求构筑物的基础。承台在桩基中起承上启下的作用，是保证力沿传力路径有效传递的重要组成部分。因此，对桩基承台的受力机理及其承载力问题的研究具有重要的理论意义和工程意义。 本文的试验研究和理论分析是继武汉理工大学对混凝土和钢纤维混凝土二、叁、四、五桩承台的试验研究之后，对桩基承台传力模型的进一步探索。本文的研究主要有以下几个方面： 1) 目前，关于承台设计理论的总体研究趋势已由弯曲理论向空间桁架模型理论靠拢，但建立桩基承台合理传力模式仍缺乏足够的试验基础和理论依据。本文将综述各国有关承台的设计理论与计算方法的前提下，对这一问题进行试验研究。本次试验共制作5个混凝土承台试件(2个四桩，3个五桩)进行对比试验。 2) 通过试验全过程观测和裂缝发展分析表明，厚承台的延性较差，后期变形能力不足，不可能形成塑性铰线；厚承台破坏时，不可能出现沿塑性铰线的简单平面分块，已不具备一般受弯构件的特征，其剪切破坏面将是一空间曲面。因此，在厚承台设计时应考虑承台内部的完整应力流，而不是某一平截面上的应力分布。 3) 对四桩、五桩承台对比试验数据的进行分析，结合有限元计算结果，讨论五桩承台中间桩的受力规律，以及布桩形式对承台传力路径的影响。提出桩的合理布形式，及中间桩的受力计算方法。 4) 本文将观测承台底部裂缝，测量底部受拉钢筋的应变，对桩基承台底部配筋形式进行研究分析。 5) 试验表明，影响混凝土承台承载力的主要因素有：混凝土的强度等级、承台有效厚度、承台距厚比、纵向钢筋配筋量及配置方式等。 6) 空间桁架模型理论认为，承台内部力流是沿桩柱间的空间桁架传递的。目前，对空间桁架模型理论的研究大多停留在定性分析和有限元分析上，对于承台内部力流实际传递路径缺乏试验验证。本文对试验测得的承台内部应变进行武汉理工大学硕士论文分析比较，指出承台内部力流并非沿空间析架传递。根据试验测得的传力路径和理论分析，提出了等边厚承台的传力模式—“弯顶拉杆模型”。对于建立合理的承台设计计算方法，具有重要的理论意义。 最后，在全面总结论文工作的基础上，提出本课题尚待深入研究的若干问题。 关键词:桩基厚承台传力机理空间析架模型弯顶拉杆模型
张晓新[2]2006年在《钢筋混凝土承台—钢柱脚组合部件工作性能试验及分析》文中指出国家体育场是北京2008年奥运会主体育场,大跨度“鸟巢”结构将成为北京市的重要标志性建筑之一。国家体育场钢结构柱脚由于受力及几何尺寸均较大,构造及其受力较为复杂,现有规范对该钢柱脚的计算假定与设计方法很难适用,以往国内外类似的试验也很少。为此本文进行了单向重复加载下的钢筋混凝土承台-钢柱脚试件锚固性能试验研究和理论分析。本文主要工作:1.进行了两个1/5缩尺的钢筋混凝土承台-钢柱脚试件单向重复加载下的锚固性能试验研究,对试件的锚固承载力、延性、刚度以及合理配筋型式等进行了研究。两个试件的区别在于:1个混凝土承台中配置了抗拔钢筋,另1个混凝土承台中未配置抗拔钢筋。2.进行了钢筋混凝土承台-钢柱脚试件的弹塑性有限元建模,用ANSYS有限元程序对其进行了全过程弹塑性分析,计算结果与实测结果吻合较好。3.对不同抗拔钢筋配筋率的钢筋混凝土承台-钢柱脚抗拔极限承载力和刚度变化规律进行了计算分析,发现了随着承台中抗拔钢筋配筋率的提高,其承载力提高的比例逐步减小的规律。4.建立了钢筋混凝土承台-钢柱脚试件的简化承载力计算的桁架模型与计算公式,计算结果与实测结果符合较好。5.提出了钢筋混凝土承台-钢柱脚组合部件的设计建议。研究表明,混凝土承台中配置抗拔钢筋的试件与未配置抗拔钢筋的试件相比,其锚固承载力、延性以及后期刚度显着提高。本文研究为实际工程设计提供了依据。
孙成访[3]2005年在《桩基厚承台的试验研究与非线性分析》文中研究指明桩基以其承载力高、能减少地基不均匀沉降等优点,在工程上得到广泛的应用。承台作为桩基的重要组成部分,起着承上启下的作用,在设计中应予重视。因此,对桩基承台的受力机理、传力模型及其承载力问题的研究具有重要的理论意义和工程参考价值。 传统桩基承台的内力计算都是建立在梁、板弯曲计算理论基础之上,对承台的受剪、受冲切、局部受压承载力的验算基本沿用一般梁、板等受弯构件的计算方法。这种设计方法只考虑承台某一指定截面上的受力,而没有考虑承台内部的完整力流(本文试验探索性测定了厚承台内部完整的力流分布)。随着国内外学者对承台研究的深入,人们发现平截面假定对承台尤其是厚承台不适用,于是提出了各种厚承台的传力模型,如拉压杆模型、空间桁架模型以及空腹式模型。各国关于承台设计方法的总体研究趋势,虽已逐渐由弯曲理论向桁架理论靠拢,但建立桩基承台合理的传力模式仍缺乏足够的试验基础和理论依据。 本课题是继武汉工业大学叁桩、四桩承台之后进行的二桩、四桩、五桩钢筋混凝土承台试验研究。并将钢纤维混凝土这种新型的复合材料应用于钢筋混凝土承台,按l:5缩尺模型共制作47个承台试件,其中二桩承台30个、五桩承台15个和四桩承台2个。进行了静荷载试验和有限元非线性分析。叁次所做的试验研究和理论分析均属于《纤维混凝土结构设计与施工规程》(CECS38:92)的修订课题,旨在利用钢纤维混凝土材料优良的抗拉、抗剪、抗弯和抗冲切性能,改善桩基承台的受力特性,拓展钢纤维混凝土的工程应用范围。 在分析比较国内外有关承台设计计算方法理论体系的基础上,建立了桩基厚承台非线性有限元计算力学模型,运用有限元分析软件,对桩基厚承台进行了从加荷、开裂、屈服直至破坏的全过程非线性有限元计算,分析了承台的裂缝扩展情况、应力分布规律和传力机理,为桩基承台传力模型的建立提供理论计算依据。根据基于空间桁架模型的试验研究分析结果与有限元分析结果可以得出,桩基厚承台的传力机理更符合空间桁架模型,即以承台底部桩顶处水平受力钢筋条带为拉杆,柱头至桩顶区域的混凝土为斜压杆的空间桁架。 分析研究桩基承台的破坏形态随着距厚比w/h_0的变化趋势。当承台w/h_0较大时,承台的极限承载力是以柱和角桩连线范围内混凝土或钢纤维混凝土的劈裂破坏为控制条件;当承台w/h_0较小时,承台的极限承载力则是以柱和角桩连线范围内混凝土形成的斜压杆的剪切破坏或角桩的冲切破坏为控制条件;研究表明,厚承台破坏时,底部纵向钢筋并非全部均匀受力,而是集中在桩径范围内布置的钢筋受力大且
孙成访[4]2002年在《钢纤维混凝土二桩、五桩厚承台试验研究》文中进行了进一步梳理目前，随着高层、超高层建筑的兴建，桩基以其承载力高、能减少地基不均匀沉降等优点，在工程上得到越来越广泛的应用。承台作为桩基的重要组成部分，起着承上启下的作用，在设计中应予重视。因此，对桩基承台的受力机理及其承载力问题的研究具有重要的理论意义和工程参考价值。 本课题是继武汉工业大学叁桩、四桩承台之后所进行的二桩、五桩承台试验研究，两次所做的试验研究和理论分析均属于《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》(CECS38:92)的修订课题，为《钢纤维混凝土结构技术规程》提供背景研究材料。 本文综述了有关承台的设计计算方法，将钢纤维混凝土这种新型的复合材料应用于钢筋混凝土承台，进行试验研究。本次试验共制作缩尺模型为1:5的承台混凝土试件42个，其中30个二桩承台，12个五桩承台。 试验表明影响钢纤维混凝土承台承载力的主要因素有混凝土强度等级、受力筋的配筋量与配筋形式、承台有效厚度、距厚比、钢纤维体积率、钢纤维的长径比等。 从裂缝的破坏形态可以看出，对于厚承台，随着荷载的增加，出现第一条竖向裂缝，荷载继续增加，裂缝向上延伸。当达到70％左右极限荷载p_u时，竖向裂缝延伸缓慢，斜裂缝出现，并向上、向柱中心延伸。临近破坏时，斜裂缝发展迅速，裂缝宽度增大直至破坏。由此可见，厚承台的破坏已不具备受弯破坏的特征，它经历了从弯曲向弯剪、冲剪破坏过渡的阶段。 从承台的荷载与混凝土应变关系曲线可以看出，厚承台受力超过弹性阶段后，底部形成较大的受拉区(约占高度的80％左右)，而上部受压区较小，且压应变远远没有达到混凝土的极限压应变。虽然承台侧表面跨中不能完全反映承台截面的特性，但仍能从一定程度上说明，受弯构件设计的依据之一——平均应变平截面假定在厚承台中是不成立的。 从承台的荷载与钢筋应力关系曲线可以看出，在桩径范围内沿同一方向布置的钢筋中点处的应力相差不大，受力均匀；对于同根钢筋不同位置而言，钢筋中点处和桩边处的应力比较接近，尤其当临近破坏之前，基本相同，这说明各钢筋沿长度方向的应力变化很微小。由此可见，集中在承台桩径范围内配置的钢筋可以视为拉杆进行工作，这为本文提出的桁架拱模型提供了可靠的试验依据。 通过对试验过程、现象的描述，以及对试验结果的整理，作了以下工作： 1．本文分析研究了桩基承台的破坏形态随着距厚比w╱h_0的减小其变化趋势。当承台w╱h_0较大时，承台的极限承载力是以柱和角桩连线范围内混凝土和钢纤维混凝土的劈 武汉理工大学硕士论文 裂破坏为控制条件的；当承台wfoo较小时，承台的极限承载力则是以柱和角桩连线范围 内混凝士或钢纤维混凝土形成的斜压杆的剪切破坏或角桩的冲切破坏为控制条件的；同 时还发现厚承台破坏时，底部纵向钢筋部分未达到屈服强度，而集中在桩径范围内布置 的钢筋受力大且均匀。因此，桩基承台的传力模式符合空间拉杆拱的传力机理。这一结 论对于进一步深入研究桩基承台特别是多桩厚承台的受力特性，建立桩基承台合理的设 计计算方法具有重要的理论意义。 2．在试验的基础上研究了厚承台的受力机制。厚承台的延性较差，后期变形能力不 足，不可能形成塑性铰线，厚承台破坏时不再是沿塑性铰线简单的平面分块，其剪切破 坏面是一空间曲面，厚承台己不具备一般受弯构件的特征，因此，厚承台设计中应考虑 承台内部的完整应力流而不是某一平截面上的应力分布。 3．在试验研究和理论分析的基础上，提出了钢纤维混凝土桩基承台的实用简化设计 方法与计算公式，为我国《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》（＊＊＊838：％）的修订工 作提供了有理论意义的背景研究材料和设计建议。对于wtho较小的承台，设计时一般宜 先按受角桩冲切承载力验算确定承台厚度，再验算承台是否满足抗剪承载力要求，最后 按拉杆拱或析架模式进行抗弯承载力计算。该计算方法符合当钢纤维体积率为口时，能 与有关普通混凝土规范及规程相应公式衔接的原则，具有重要的工程应用价值。 4．探讨了钢纤维在承台这一类构件中的增强机理。钢纤维的掺入有效地延缓了承台 斜裂缝的开展，改善了混凝土斜截面抗剪、抗冲切性能，极大地提高了承台的延性和极 限承载力；同时，在相同承载力要求下，掺人钢纤维可以降低承台的有效厚度。这一结 论对采用桩基础的建筑物或构筑物工程具有重要的参考价值，将钢纤维混凝土应用于桩 基承台具有广阔的前景最后，在全面总结论文工作的基础上，提出本课题尚待深入研究的若干问题。
戴成云[5]2011年在《空间钢构架混凝土桩基厚承台的试验研究和理论分析》文中研究表明空间钢构架是由横向和斜向缀条与纵向弦杆焊接而成的承重轻钢结构,将空间钢构架替代传统钢筋混凝土结构中的绑扎钢筋骨架,形成空间钢构架混凝土结构,属于钢-混组合结构。为了研究空间钢构架混凝土厚承台的破坏机制、承载力与变形能力,本文进行了4个空间钢构架混凝土二桩厚承台和1个普通钢筋混凝土二桩厚承台静力荷载作用下的对比试验。试验表明,厚承台不再符合平截面假定,破坏是由一条拱状裂缝发展导致的。同时,试验表明,与相同条件的普通钢筋混凝土厚承台相比,空间钢构架混凝土厚承台极限承载力和变形能力都有提高。采用ABAQUS软件中非线性分析常用实体单元C3D8R模拟混凝土和钢构架,杆单元T3D2模拟钢筋,建立了有限元分析模型。对试验模型进行了从加荷、开裂、屈服直至破坏的全过程非线性有限元分析,分析了厚承台的应力分布规律和传力机理,同时将计算值与试验值进行了比较,论证了有限元分析的可行性。运用所建立的非线性有限元分析模型,分析了距厚比和配筋形式对承台受力性能的影响,为桩基厚承台空间桁架传力模型的建立提供理论计算依据,同时对空间钢构架混凝土多桩厚承台进行了分析。最后,基于本文分析的结果,提出了空间钢构架混凝土厚承台的桁架模型。
杨双双[6]2006年在《桩基厚承台的试验研究与理论分析》文中指出随着高层、超高层建筑的发展，桩基以其承载力高、能减少地基不均匀沉降等优点，在工程上得到越来越广泛的应用。承台作为桩基的重要组成部分，起着承上启下的作用，是桩基设计的重要组成部分。因此，对桩基承台的受力机理及其承载力问题的研究具有重要的理论意义和工程价值。 本课题是综合以往研究者成果的基础上，除着重从影响钢筋混凝土受力性能的其中一个因素——配筋形式来进行深入研究外，尤其对钢筋混凝土六桩厚承台传力机理进行了分析。 本文在综述了有关桩基承台的研究成果和各国混凝土结构设计规范中承台设计方法的前提下，完成了缩尺模型为1：5的混凝土承台试件8个，其中4个四桩承台和4个六桩承台。四桩承台底部配筋形式完全不同，六桩承台分单柱和双柱两类构件，每类构件的底部配筋形式分为两种：桩径范围内集中配筋和底部均匀布筋。 前人对钢纤维混凝土四桩厚承台的性能试验研究结果表明，影响其极限荷载的因素主要有承台的有效厚度、钢纤维体积率、混凝土基体强度等级、承台的剪跨比、纵向钢筋配筋率和配筋形式等，其中，配筋形式对钢筋混凝土厚承台承载力的影响是很显着的，不容忽视，但这一点恰是当前结构设计中需要推敲之处。 试验过程中：从裂缝的发展直至破坏可以看出，厚承台的破坏已不具备受弯破坏的特征，它经历了从弯曲向弯剪、冲剪破坏过渡的阶段。 从承台的荷载与混凝土应变关系曲线，厚承台受力超过弹性阶段后的变形规律可以看出，平均应变平截面假定在厚承台中是不成立的。 从承台的荷载与钢筋应力关系曲线还可以看出，集中在承台桩径范围内配置的钢筋可以视为拉杆进行工作，这为本文得到的拉压杆模型提供了可靠的试验依据。 通过对试验过程、现象的描述，以及对试验结果的整理，作了以下工作： 1．分析研究了桩基承台的破坏形态随着底部纵筋配筋方式不同对承台受力性能不同的影响。因此，桩基承台的传力模式符合空间拉压杆的传力机理。这一结论对于进一步深入研究桩基承台特别是多桩厚承台的受力特性，建立桩基
徐建[7]2011年在《铁路桥梁五桩承台传力模式研究》文中研究说明桩基具有承载力高、抗震性能好、能减少不均匀沉降等优点,广泛地应用于铁路桥梁基础。承台在桩基中起着承上启下的作用,是保证力能沿传力路径有效传递的重要组成部分。大量工程实例表明,群桩基础的工作性状明显区别于单桩,它受承台—桩—土相互作用的影响。因此,对桩基承台受力机理的研究具有重要的理论意义和工程意义。本论文以兰州至重庆客运专线(兰州至广元段)兰渝正线陇海客车上行线王家崖川特大桥(32+48+32)m连续梁4号桥墩五桩承台为主要研究对象。研究内容主要有以下几个方面：(1)考虑土的变形(m法),以弹簧支撑模拟桩—土共同作用效应,研究承台—桩—土相互作用影响的问题；(2)在考虑了桩—土相互作用因素对承台受力机理的影响后,运用有限元软件ANSYS对五桩厚承台进行线弹性分析。通过对结构有限元的分析,研究五桩厚承台的传力机理；(3)对铁路桥梁五桩厚承台进行了配筋研究(充分考虑桩间距和承台厚度的影响),提出了适合五桩厚承台的配筋方法；(4)对五桩厚承台进行了现场试验研究。在承台内部及表面布置了用于长期观测的钢筋计,对不同施工荷载工况下的承台钢筋及混凝土应力进行测试。对于铁路桥梁五桩厚承台,在荷载作用下,试验结果和前期有限元的分析结果一致；最后,在全面总结论文工作的基础上,提出了本课题尚待深入研究的若干问题。
海慧[8]2011年在《钢纤维高强混凝土叁桩承台试验研究与有限元分析》文中认为桩基础具有承载力高、沉降量小而均匀和抗震性能好等特点,因此桩基础的应用比较广泛。承台作为桩基础中承上启下的关键构件,提高其受力性能十分重要。在桩基承台中应用纤维高强混凝土可提高其抗裂性能、抗剪性能、抗震性能及耐久性,同时能减小承台厚度,为满足高层和超高层建筑对桩基承台的要求提供了新的途径。本文通过试验研究和有限元分析,探讨了钢纤维高强混凝土(SFHSC)叁桩承台的受力性能和传力机理,主要内容如下：(1)通过对6个比例为1：5的钢纤维高强混凝土叁桩承台试件进行模型试验,研究了承台厚度和钢纤维体积率两个变化参数的影响,描述了承台的裂缝开展和破坏形态。结果表明：叁桩承台的破坏已不同于一般的受弯构件,属于剪切或冲切破坏。(2)综合本文试验结果和国内外相关研究成果,分析了钢纤维高强混凝土叁桩承台极限承载力的影响因素。影响钢纤维高强混凝土叁桩承台极限承载力的主要因素有：承台有效厚度、钢纤维体积率、混凝土强度、承台距厚比、配筋量和配筋方式。同时,钢纤维类型也是影响承台极限承载力的一个重要因素。(3)通过试验分析了叁桩承台底部纵向钢筋的应力变化以及承台侧面混凝土的应变特征。结果表明：底部纵向钢筋沿长度的应力变化很小,犹如一根拉杆,说明叁桩承台的受力性能类似于空间桁架模型；混凝土应变不再符合平截面假定。叁桩承台受力性能符合空间桁架模型。(4)建立叁桩承台的有限元模型,探讨了叁桩承台的传力模型。结果表明：叁桩承台的传力模型符合空间桁架模型,承台的破坏是由于桩柱连线范围内的钢纤维高强混凝土斜压杆发生剪切或劈拉破坏引起的。
朱向阳[9]2006年在《桩基厚承台的试验研究与有限元分析》文中研究指明随着高层、超高层建筑的兴建,桩基以其承载力高、能减少地基不均匀沉降等优点,在工程上得到越来越广泛的应用。承台作为桩基的重要组成部分,起着承上启下的作用,在设计中应予以重视。因此,对桩基承台的受力机理及其承载力问题的研究具有重要的理论意义和工程参考价值。本课题是综合以往研究者成果的基础上,着重从钢筋混凝土受力性能影响的其中一因素——配筋形式来进行深入研究,同时对钢筋混凝土六桩厚承台传力机理和破坏进行了分析。本文综述了有关桩基承台的研究成果和各国混凝土结构设计规范中承台设计方法。本次试验共制作缩尺模型为1∶5的承台混凝土试件12个,其中4个四桩承台和8个六桩承台。四桩承台底部配筋形式完全不同,六桩承台分单柱和双柱两类构件,每类构件的底部配筋形式分为两种:桩径范围内集中配筋和底部均匀布筋。钢纤维混凝土四桩厚承台的性能试验研究结果表明,影响其极限荷载的因素主要有承台有效厚度、混凝土基体强度等级、承台的剪跨比、纵向钢筋配筋率和配筋形式等,其中,配筋形式对混凝土厚承台承载力的影响是很显着的,不容忽视。通过对试验研究和有限元分析,作了以下工作:1.通过试验分析桩基厚承台随着底部纵筋配筋方式不同对承台极限承载力的影响。2.讨论四桩厚承台的传力模式符合空间拉压杆的传力模型,六桩承台的传力模式符合拉杆拱传力模型。这一结论对于进一步深入研究桩基厚承台特别是多桩厚承台的受力特性,建立桩基厚承台合理的设计计算方法具有重要的理论意义。3.在试验的基础上,本文采用有限元分析了四、六桩厚承台的破坏机理,应力分布,特别是对六桩单柱厚承台的破坏机理进行了分析和总结。最后,在全面总结论文工作的基础上,提出本课题尚待深入研究的若干问题。
王坦[10]2008年在《柱下桩基础承台的分析研究》文中研究指明桩基承台以其承载力高、能减少地基不均匀沉降等优点,在工程中得到了广泛的应用。本文首先分析了该领域的研究现状和发展动态,阐述了各国设计规范中承台设计方法存在的差异以及待解决的若干问题。然后分析了钢筋混凝土非线性有限元的原理和特点,结合本文分析的需要确定所采用方法的理论基础。接着,对有关文献中柱下承台的试验模型进行建模分析研究,对比有限元结果和试验结果,验证分析方法的有效性,确定参数等有限元分析的要素,完善分析方法。在此基础上,先是对不同桩距和承台高的薄承台模型进行分析,整理变形模式、荷载位移曲线、裂缝、应力应变分布、极限承载力等方面的数据,总结出柱下薄承台的主要以弯曲破坏为主,验证了塑性绞线理论在薄承台分析时得到的是承台抗弯强度的上限解。然后,通过对厚承台的有限元分析和对搜集试验资料的分析研究,总结厚承台的传力特点符合空间桁架模型理论;讨论了影响厚承台承载力的主要因素,如混凝土的强度、配筋量、配筋形式、距厚比和布桩形式等;并提出了基于空间桁架模型理论的桩基承台的实用简化计算方法。最后,在全面总结论文工作的基础上,提出本课题尚待深入研究的若干问题。
参考文献：
[1]. 钢筋混凝土厚承台传力机理试验研究和理论分析[D]. 童敏. 武汉理工大学. 2004
[2]. 钢筋混凝土承台—钢柱脚组合部件工作性能试验及分析[D]. 张晓新. 北京工业大学. 2006
[3]. 桩基厚承台的试验研究与非线性分析[D]. 孙成访. 武汉理工大学. 2005
[4]. 钢纤维混凝土二桩、五桩厚承台试验研究[D]. 孙成访. 武汉理工大学. 2002
[5]. 空间钢构架混凝土桩基厚承台的试验研究和理论分析[D]. 戴成云. 苏州科技学院. 2011
[6]. 桩基厚承台的试验研究与理论分析[D]. 杨双双. 武汉理工大学. 2006
[7]. 铁路桥梁五桩承台传力模式研究[D]. 徐建. 兰州交通大学. 2011
[8]. 钢纤维高强混凝土叁桩承台试验研究与有限元分析[D]. 海慧. 郑州大学. 2011
[9]. 桩基厚承台的试验研究与有限元分析[D]. 朱向阳. 武汉理工大学. 2006
[10]. 柱下桩基础承台的分析研究[D]. 王坦. 吉林大学. 2008
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