预应力高强混凝土管桩抗震性能的试验及理论研究.pdfVIP

河北工业大学硕士论文 预应力高强混凝土管桩抗震性能的试验及理论研究 摘 要 预应力混凝土管桩具有单桩竖向承载力高，桩身质量好，对工程地质条件适 应性强，施工速度快等特点。自 20 世纪 70 年代以来，在我国建筑、公路、铁路、 港口等工程得到了广泛的应用。预应力管桩桩顶与基础相连，在水平地震作用下， 抗弯能力较差，限制了预应力管桩的使用。上海莲花在建住宅楼倒塌事件发生后， 管桩抗水平力不足的问题逐渐引起工程界的广泛重视。江苏、安徽、湖北、天津 等地均颁布管桩地方行业规程，参照周边地区省份湖北、江苏和安徽等横跨华中、 华东地区地方规程，天津地方《预应力混凝土管桩技术规程》DB29-110-2010 的 适用层数限制更为严格。因此，天津地区管桩应用范围能否进一步扩大需要进行 试验验证和理论分析。 本文进行了 8 个足尺的预应力高强混凝土管桩低周反复加载试验，研究了试 件的破坏特征、承载力及延性、滞回性能、刚度退化、耗能能力、钢筋及混凝土 应变等抗震性能指标。对比分析了钢纤维、配箍特征值、配筋率对预应力高强混 凝土管桩抗震性能的影响。研究结果表明：随着试件配筋率的增加，构件的承载 能力增大，但构件的延性性能降低。当预应力高强混凝土中掺入钢纤维，能够提 高预应力高强混凝土管桩试件的的极限承载能力和延性性能，钢丝端勾型钢纤维 比剪切端勾型钢纤维在提高试件的承载能力方面效果显著；随着配箍率的增加屈 服位移、极限位移及破坏位移均得到提高，表明增加配箍率能够提高试件的变形 能力。 在试验分析的基础上，本文进行了预应力高强混凝土管桩抗弯承载力的研 究，研究结果表明：《预应力混凝土管桩技术规程》（DB29-110-2010 ）中关于预 应力高强混凝土管桩抗弯承载力的计算公式是偏于安全的，依然适用于钢纤维预 应力混凝土管桩。 建立了累积损伤模型，模型能较客观的反映试验构件的实际损伤程度，有可 靠的理论依据，计算简单，同样适用于评估配置预应力高强混凝土管桩，模型对 管桩累积损伤分析表明增大配箍特征值可以降低构件的累积损伤程度。 关键词：预应力高强混凝土，管桩，低周往复，钢纤维，配箍率，抗震性能 预应力高强混凝土管桩抗震性能的试验及理论研究 EXPERIMENTAL AND THEORETICAL RESEARCH STUDY ON SEISMIC BEHAVIOR OF PRESTRESSED HIGH STRENGTH CONCRETE PIPE PILE ABSTRACT Prestressed high strength concrete pipe has been used broadly in building, highway, railway and port project since the seventies of the twentieth century, due to high capacity to bear weight , good pile quality, nice adaptability to all kinds of condition and rapidness to construction. The end of prestressed high concrete pipe is joined with base slab through the core concrete. The moment bearing capacity of common prestressed high concrete pipe pile is relative poor in horizontal earthquake action, which limit the range of use of prestressed concrete pipe pile. After the under construction residential building collapsed events in Shanghai Lotus, the problem o