预应力混凝土预制桩顺应了建筑工业化的发展趋势,并因桩身质量高、经济环保等优点被广泛地应用于基础工程。其通过施加预应力提高了桩身抗裂性和耐久性,便于预制桩的吊装、运输及施工。其中,预应力混凝土管桩的设计生产最成熟、配套规范最多,应用范围最广。但是多起断桩事故暴露其水平承载力低、变形延性差的问题,影响了预应力混凝土预制桩的工程应用。本文结合预应力混凝土管桩和普通混凝土预制方桩的优点,创新研发了复合配筋混凝土预制方桩。通过施加预应力提高桩身的抗裂性能,配置非预应力钢筋增强桩身的抗弯承载力和变形延性,采用实心而非空心截面且合理配置箍筋提高桩身的抗剪性能。对此新型方桩的抗弯、轴心抗压、压弯组合受力性能进行系统深入的研究,主要工作可概述为:(1)选取合适的材料本构模型,根据混凝土试块以及预应力钢筋、非预应力钢筋、箍筋试样的材料性能试验结果,确定新型方桩数值模型的材料本构关系。(2)开展新型方桩桩身抗弯性能试验,并建立相应的数值模型,通过数值模型研究新型方桩的抗裂性能、抗弯承载力、变形延性及破坏特征。采用规范公式计算桩身抗裂弯矩和极限抗弯承载力,对比其与抗弯性能试验和数值模拟结果的差异。(3)开展新型方桩桩身轴压性能试验,并建立相应的数值模型,对比数值模拟与轴压性能试验得到的桩身极限抗压承载力,验证数值模型的可靠性。并采用规范公式计算桩身极限抗压承载力,对比其与数值模拟结果的差异,检验现行规范公式的合理性。此外,通过数值模型研究新型方桩在轴压荷载下的受力性能、裂缝发展、破坏机理。(4)运用有限元软件建立新型方桩的数值模型,研究轴压比对新型方桩抗弯承载力、变形延性、裂缝分布及破坏形式的影响。采用规范公式计算新型方桩在不同轴压比下的抗弯承载力,对比数值模拟结果与规范公式计算值的差异。上述研究工作可为此新型方桩的设计和应用提供重要的依据。