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预应力混凝土管桩抗弯性能研究

作　者: 刘小乐
导　师: 周安
学　校: 合肥工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 预应力混凝土管桩有限元模拟抗弯承载力抗弯试验
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 58次
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内容摘要

近年来，预应力混凝土管桩凭借其强度高、施工速度快、质量易于保证及环保节能的优点，在我国城乡建筑各领域得到了广泛的应用。同时，预应力混凝土管桩也存在水平承载能力差、钢筋强度利用率低等问题，使得管桩无法的支护类工程中全面推广。本文总结了国内外有关预应力混凝土管桩水平承载的研究现状，针对预应力混凝土管桩的上述缺点，主要进行了以下几方面的工作：为了研究预应力混凝土管桩的抗弯性能，对两根PHC管桩进行抗弯试验。试验结果表明，管桩达到极限状态的标志是裂缝宽度达到1.5mm；极限状态时混凝土没有被压碎，预应力钢筋也没有屈服；管桩抗裂弯矩和极限弯矩的实测值要明显大于规范值。对管桩的抗弯试验进行有限元模拟，确定管桩的有限元模型及极限状态判定方法。有限元模拟结果和试验实测值能很好的吻合，表明管桩模型比较准确，在管桩试验和有限元研究的基础上，提出管桩开裂弯矩和极限弯矩新的计算公式。对比分析结果表明，本文的建议公式的计算结果较为准确。最后，通过对现行新型改进管桩进行总结，提出了具有良好抗弯、抗剪性能的支护型桩方形截面非对称配筋支护桩，为新型支护桩的开发提供了思路。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
插图清单  10-12
表格清单  12-13
第一章绪论  13-26
  1.1 引言  13-14
  1.2 课题研究的背景和意义  14-15
  1.3 管桩的技术特性  15-17
    1.3.1 管桩的分类  15-16
    1.3.2 管桩的基本材料要求和技术要求  16-17
  1.4 管桩水平承载力研究现状  17-25
    1.4.1 抗剪性能试验研究  17-18
    1.4.2 抗剪承载力理论研究  18-21
    1.4.3 抗弯性能试验研究  21-22
    1.4.4 抗弯承载力理论研究  22-24
    1.4.5 水平承载研究存在的问题  24-25
  1.5 本文研究的主要内容  25-26
第二章管桩抗弯性能试验研究  26-34
  2.1 试验目的  26
  2.2 试验概况  26-29
    2.2.1 试件简介  26-27
    2.2.2 加载装置及测点布置  27-28
    2.2.3 数据采集系统  28
    2.2.4 加载步骤  28-29
    2.2.5 抗裂荷载和极限荷载的确定  29
  2.3 试验结果与分析  29-34
    2.3.1 试验现象  29-32
    2.3.2 试验数据分析  32
    2.3.3 试验结论  32-34
第三章管桩抗弯试验有限元模拟  34-52
  3.1 数值模拟与有限元法概述  34-35
  3.2 ANSYS 结构分析概述  35-36
  3.3 混凝土结构非线性有限元理论概述  36
  3.4 非线性有限元分析方法  36-38
  3.5 预应力混凝土结构有限元模型概述  38-39
  3.6 预应力混凝土管桩有限元模型  39-45
    3.6.1 单元的选取  39-41
    3.6.2 混凝土的材料属性和本构关系  41-43
    3.6.3 钢筋的材料属性和本构关系  43-44
    3.6.4 边界条件和荷载的施加  44-45
  3.7 有限元模拟结果分析  45-52
    3.7.1 预应力有限元模拟结果  45-47
    3.7.2 开裂弯矩有限元模拟  47-49
    3.7.3 极限弯矩有限元模拟  49-52
第四章管桩抗弯承载力计算  52-62
  4.1 混凝土应力  52-53
  4.2 预应力钢筋应力  53-54
  4.3 抗弯计算  54-62
    4.3.1 开裂弯矩计算  54-57
    4.3.2 极限弯矩计算  57-62
第五章新型支护型管桩研究  62-65
  5.1 文献中各种改进管桩  62-63
  5.2 新型支护型管桩  63-65
第六章结论与展望  65-66
  6.1 结论  65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-69
攻读硕士期间发表的论文  69-70

预应力混凝土管桩抗弯性能研究

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