预应力混凝土管桩抗剪性能研究

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预应力混凝土管桩具有单桩承载力高、施工速度快、经济性好等优点,在基础工程中越来越广泛的得到应用。在地震及作为支护桩使用时,管桩的抗剪性能是其主要承载指标。目前对管桩的抗剪承载力研究还不够深入,在许多实际工程中出现因桩身抗剪承载力不足而导致的工程事故,因而开展管桩抗剪性能研究具有重要意义。本文通过对PHC800AB110-13型管桩进行抗剪足尺模型试验和数值模拟,研究了此型号管桩抗剪性能。试验结果显示,管桩开裂剪力略高于标准规定值;管桩受剪裂缝在剪跨呈30°斜裂缝,在纯弯段及支座以外沿纵向开展。利用有限元软件ANSYS建立管桩模型,模拟管桩抗剪试验,计算结果与试验数据较吻合,表明数值模拟结果可信。为研究混凝土有效预压应力、壁厚、剪跨比及配箍率对管桩抗剪性能的影响,建立4组有限元模型进行计算分析,全过程揭示各因素对管桩开裂特征和开裂剪力的影响。计算结果表明:混凝土有效预压应力每提高2MPa抗裂剪力提高6%,裂缝倾角减小5°:开裂剪力随壁厚的增加提高明显,径厚比相同的管桩受剪开裂形式和裂缝特征相似;剪跨比对开裂剪力影响较小,剪跨比较小时环形截面与矩形截而梁的主应力方向相反;配箍率增加时管桩抗裂剪力略有提高,对开裂特征影响较小。
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