基于空间桁架理论的桩基础厚承台施工要点分析.pdf

5／32 长春工程学院学报(自然科学版)2014年第15卷第2期 1墨墨堕!Q!!：!!!兰 CN22-1323／N 20-22 Inst．Tech．(Nat．Sci．Edi．)，2014，V01．15，No．2 J．Changchun 基于空间桁架理论的桩基础厚承台施工要点分析 王坦h2，袁志仁1，刘波1 (1．长春工程学院土木工程学院，长春130012；2．吉林大学建设工程学院，长春130021) 摘要：桩基础厚承台不同于一般的粱板构件，其传力机理符合空问桁架模型。通过对按1：5缩尺的桩基础 厚承台的试验分析，观察试验构件的破坏特征，以空问桁架模型理论为基础，总结如何通过在施工中重视空 间桁架理论的应用，采取适当的施工工艺和施工措施，以提高桩基础厚承台的实际承载能力。 关键词：空间桁架模型；厚承台；施工工艺 中图分类号：TU745．3 文献标志码：A 0前言 在我国现行的桩基础规范[1]中，承台的配筋设 计是按照梁式理论，即取柱边可能存在的屈服线处 的最大弯矩作为设计弯矩。但这与厚承台传力机理 并不相符。从国内外的桩基础承台的研究成果来 看，对于厚承台可以采用空间桁架理论来模拟其受 力状态。现阶段，可以通过在施工中重视空间桁架 理论的应用，提高承台的承载能力。 1桩基础承台的空间桁架理论 图I 厚承台的主应力矢量 通过有限元软件分析得到厚承台的主应力矢量 图(如图1所示)，符合空间桁架模型的传力机理[2]。 桩基础厚承台的空间桁架模型(如图2所示)是指将 柱底到桩顶连线之间的混凝土作为压杆，将桩与桩 连线间的钢筋作为拉杆，它们形成的桁架体系来承 担上部结构传来的荷载。可以采用桁架模型计算出 作为拉杆的桩顶钢筋需要承担的拉力，以计算承台 底面的钢筋。桁架上部节点区是指柱子下部一定范 围(从有限元软件分析和试验结果来看，大约在0．2 倍的承台厚度范围内)，下部的各个节点区是每根桩 上一定范围(大约是2倍的底面钢筋保护层厚度范 围内)，这些节点区是保证桁架传力的关键，施工中 要采取适当的措施保证节点的可靠连接。 图2厚承台的空间桁架模型 2 基于空间桁架理论的桩基础承台施工 要点 收稿日期：2014一02—21 2．1承台底部钢筋的施工要点 基金项目：吉林省科技发展计划项目(201201132) 从实验的裂缝(如图3所示)开展情况可以看 作者简介：王坦(198l一)，男(汉)，吉林长春。讲师。硕士 到，如果桩顶锚固充分，裂缝先是出现在承台侧面底 主要研究结构工程。 万方数据 王 坦，等：基于空间桁架理论的桩基础厚承台施工要点分析 21 部的中间位置。即使荷载达到承台底面的开裂荷 模型中的混凝土压杆的破坏机理并不是混凝土压 载，也是在桩与桩的对角线之间出现斜向的裂缝，只 碎，而是混凝土发生劈拉破坏[3]，且形成的破坏面都 有荷载继续增加后，接近极限荷载时，才会扩展到桩 是从柱底延伸到桩顶。因此，在施工中要从以下两 外侧边缘。因此对于承台底部钢筋的布置，应注意 个方面，保证混凝土的施工质量： 以下两点： (1)承台顶面与柱子接触部位，是桁架模型的上 (