承臺在樁基礎(chǔ)設(shè)計中作為傳遞上部荷載的重要構(gòu)件,由于其結(jié)構(gòu)承載力高、抗震性強(qiáng)、能適應(yīng)各種地基基礎(chǔ)的不均勻沉降等優(yōu)點,在公路橋梁中被廣泛應(yīng)用。隨著各種大型橋梁的興起,更大更厚、樁數(shù)更多的承臺逐漸增多,其相對應(yīng)的配筋方法在設(shè)計中應(yīng)予以重視。因此,對群樁承臺傳力模型及其配筋方法的研究具有重要的理論意義和工程參考價值。本文綜合以往研究學(xué)者的成果基礎(chǔ),結(jié)合相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn),以實際工程為背景,取群樁混凝土承臺為研究對象,著重對群樁混凝土承臺的配筋進(jìn)行深入研究,所做的研究內(nèi)容如下:(1)闡述了國內(nèi)外規(guī)范中關(guān)于樁基承臺的設(shè)計方法,總結(jié)對比了各規(guī)范中承臺的設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)與不足。探討了國內(nèi)外學(xué)者對樁承臺的研究現(xiàn)狀,提出目前在承臺配筋設(shè)計中存在的一些問題。在提出分區(qū)定義中,明確承臺屬于D區(qū)結(jié)構(gòu),介紹了拉壓桿模型理論的依據(jù)。詳細(xì)介紹了拉桿、壓桿與節(jié)點,以表格形式羅列了拉壓桿模型中各設(shè)計方法的適用性。闡述了拉壓桿模型的設(shè)計準(zhǔn)則,總結(jié)了拉壓桿模型的研究進(jìn)展與應(yīng)用,提出拉壓桿模型對承臺配筋進(jìn)行設(shè)計的基本步驟。(2)依托實際工程,通過建立群樁承臺有限元模型,分析群樁承臺在運營荷載作用下的應(yīng)力流情況。在有限元模型的基礎(chǔ)上,采用拓?fù)鋬?yōu)化法建立承臺的拉壓桿模型最優(yōu)解,確定參數(shù)取值來構(gòu)建拉壓桿模型,并進(jìn)行強(qiáng)度驗算。對比了不同拉桿設(shè)計方式的結(jié)果,并與現(xiàn)行規(guī)范計算方法進(jìn)行對比,結(jié)果表明,用拉壓桿模型法計算的配筋量比現(xiàn)行規(guī)范節(jié)省鋼筋。分析了樁基反力的分布規(guī)律,確定承臺厚度與樁基剛度對樁基反力的影響規(guī)律。(3)結(jié)合鋼筋混凝土有限元理論,以拉壓桿模型計算的配筋進(jìn)行運營荷載下結(jié)構(gòu)安全性驗算,結(jié)果表明,拉壓桿模型計算配筋結(jié)果在運營荷載作用下結(jié)構(gòu)安全可行。詳細(xì)分析了不同配筋形式、不同配筋率下結(jié)構(gòu)的承載能力影響規(guī)律,結(jié)果表明,樁徑范圍內(nèi)集中配筋相比均布配筋可以提高承臺的承載能力。承臺配筋率對承載能力呈現(xiàn)非線性增長規(guī)律,達(dá)到一定的配筋率后增加配筋不會顯著提高承臺承載能力。最后結(jié)合計算結(jié)果提出了承臺荷載配筋的工程設(shè)計建議。(4)結(jié)合早期混凝土溫度應(yīng)力場有限元理論,通過有限元模型分析配置溫度構(gòu)造鋼筋對早期混凝土應(yīng)力的影響,并結(jié)合實際工程數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證,闡述了鋼筋對混凝土的抗裂性影響。以溫度裂縫指數(shù)為指標(biāo),分析了鋼筋間距與鋼筋直徑的影響規(guī)律。以裂縫控制的配筋原則給出了承臺非荷載配筋的工程設(shè)計建議。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U443.15
【部分圖文】：

內(nèi)外樁承臺規(guī)范設(shè)計方法臺設(shè)計的平面尺寸由樁的個數(shù)與樁的布置形式?jīng)Q定，厚度由上部荷載和單。承臺的設(shè)計在各規(guī)范中差異性較大。內(nèi)規(guī)范設(shè)計方法建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）[1]內(nèi)的樁基承臺計算方法，在《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-94)（現(xiàn)為《建筑》（JGJ94-2008））里指出，樁基承臺設(shè)計應(yīng)進(jìn)行受彎、受沖切和受剪切承樁矩形承臺計算彎矩時，計算截面取墩臺邊緣處，下列公式計算：x i iy i iM N yM N x

此規(guī)范首次將“撐桿—系桿體系”引入，并按照承臺下面外排樁中心距墩身邊緣與承臺高度的比值來劃分計算體系，當(dāng)兩者比值大于1，作為懸臂梁按規(guī)范中 梁式體系進(jìn)行計算；當(dāng)兩者比值小于1，按 撐桿 系桿 體系計算。 撐桿 系桿 見圖1.2。圖 1.2 承臺按 撐桿 系桿 計算示意圖1）撐桿承載力按下列公式計算0 id scd,s D ≤ tb f（1.4）cd,kcd,s cu,kl0.481.43 304ff f+ ≤id2l0.002 cotis sTA E + sin cosi at b +h 6ah s +d

a）荷載作用圖 b）荷載傳遞路徑圖 c）拉壓桿模型圖 2.9 荷載路徑法示意圖2）應(yīng)力跡線法應(yīng)力跡線法是在外荷載作用下通過區(qū)分結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉壓應(yīng)力流，通過應(yīng)力流分布位擬合拉壓桿的位置，反應(yīng)內(nèi)部應(yīng)力流傳遞路徑的一種指導(dǎo)拉壓桿模型構(gòu)建的方法。跡線法適用于幾何形狀與外荷載工況相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。如圖 2.10。a）荷載主應(yīng)力跡線圖 b）應(yīng)力分布圖 c）拉壓桿模型
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2865531