【摘要】：離心鋼管混凝土樁(SC樁)作為一種新型的組合材料構(gòu)件,充分發(fā)揮了鋼材和混凝土的材料優(yōu)勢,具有良好的抗震性能。而在實際工程中考慮到樁的作業(yè)環(huán)境及地下水的侵蝕,為了改變管樁的受力性能,提高管樁承載力,往往會在離心鋼管混凝土管樁內(nèi)部澆筑填芯混凝土。但是目前對于預(yù)制管樁受力性能研究尚不多見,尤其對于填芯SC樁抗震性能的研究幾乎沒有,這嚴(yán)重限制了離心鋼管混凝管樁在工程應(yīng)用中的推廣使用。因此,研究填芯對離心鋼管混凝土管樁的抗震性能的影響,對開拓離心鋼管混凝土管樁在預(yù)制樁領(lǐng)域的市場有積極的推動作用。本文對SC樁、填芯SC樁和預(yù)制高強混凝土樁(PHC樁)、填芯PHC樁進行低周反復(fù)加載試驗研究,得到各試件的抗震性能指標(biāo),通過對比分析各試件的破壞特征以及滯回曲線、骨架曲線、延性、耗能能力、剛度退化,得出SC樁的抗震性能明顯優(yōu)于PHC樁,但填芯對于SC樁的耗能能力和抗震承載力沒有提高。在試驗研究的基礎(chǔ)上,利用有限元分析軟件ABAQUS對四個試驗試件進行了有限元模擬分析,并將有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比,吻合較好。在此基礎(chǔ)上利用ABAQUS軟件分析了混凝土壁厚和強度、鋼管壁厚和強度以及填芯材料等參數(shù)對填芯SC樁抗震性能的影響,可以看出,鋼管壁厚和強度對填芯SC樁的耗能能力和抗震承載力有較大影響,而混凝土壁厚和強度、填芯材料對填芯SC樁抗震性能的影響很小。在試驗研究和有限元分析的基礎(chǔ)上,提出了填芯SC樁受彎構(gòu)件骨架曲線的三折線理論模型。通過理論推導(dǎo)確定了模型中各參數(shù)的簡化計算方法,并將理論分析結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比,得到了比較吻合的結(jié)果,驗證了該模型的可靠性,可為填芯SC樁的設(shè)計提供一定的參考。
【圖文】：

圖 2. 3 試驗加載實圖Fig 2.3 Diagram of experiment loading和位移混合控制加載法，在試驗構(gòu)件屈服前采用荷試件屈服后采用位移加載控制，每級加載重復(fù)三次加載和正式加載兩個過程：試驗開始之前要進行預(yù)加載一次，預(yù)加荷載值不超目的主要是為了檢查試驗裝置和測量儀器是否正常載初期，采用荷載控制加載，在試件屈服之前采用芯 SC 樁按 80kN、120kN、160kN······逐級加載用 20kN、30kN、40kN······逐級加載，每級加載示。試件屈服后，采用位移控制加載方式，每級循級差，對于 SC 樁和填芯 SC 樁，y 取 12mm，對于 4mm，直至試驗構(gòu)件的承載力下降到極限荷載的 2.4（b）。

圖 2. 3 試驗加載實圖Fig 2.3 Diagram of experiment loading試驗采用荷載和位移混合控制加載法，在試驗構(gòu)件屈服前采用荷載控制，每載重復(fù)一次，試件屈服后采用位移加載控制，每級加載重復(fù)三次，直至構(gòu)件。試驗分為預(yù)加載和正式加載兩個過程：預(yù)加載：正式試驗開始之前要進行預(yù)加載一次，預(yù)加荷載值不超過屈服荷載25%。預(yù)加載的目的主要是為了檢查試驗裝置和測量儀器是否正常。正式加載：加載初期，采用荷載控制加載，在試件屈服之前采用減小極差加對 SC 樁和填芯 SC 樁按 80kN、120kN、160kN······逐級加載，對 PHC 樁芯 PHC 樁采用 20kN、30kN、40kN······逐級加載，每級加載一次，加載過圖 2.4（a）所示。試件屈服后，采用位移控制加載方式，每級循環(huán)三次，選服位移y 為級差，對于 SC 樁和填芯 SC 樁，y 取 12mm，，對于 PHC 樁和填PHC 樁，y 取 4mm，直至試驗構(gòu)件的承載力下降到極限荷載的 85%，位移控載過程如圖 2.4（b）。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU473.1

【參考文獻】

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本文編號：2584404