本文選題：樁基礎 + 水平承載力　； 參考：《魯東大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著國民經濟的發(fā)展,高層建筑、碼頭、跨海橋梁、海上鉆探平臺、海上風機等建筑物的數量急劇增加,樁基礎在其中得到十分廣泛的應用。樁基礎不僅需要承受由上部建筑和樁身自重引起的豎向荷載,而且還需要承受由地震作用、風浪作用、車輛制動作用、上部結構起拱等引起的水平荷載。對于樁基礎水平承載特性的探討,國內外專家學者已作大量相關工作,但是考慮鋼筋屈服和混凝土損傷情況的探究相對較少。在水平荷載較大且影響十分顯著的工程中,水平荷載甚至成為控制性因素,因此,合理的考慮鋼筋屈服和混凝土損傷對水平承載特性的研究具有很大的理論和現實意義。本篇文章在已有的樁基礎水平承載原位荷載實驗的基礎上,利用大型有限元分析軟件ABAQUS建立數值分析模型,其中土體采用摩爾庫倫模型,混凝土采用彌散開裂本構模型,鋼筋采用基于Mises屈服準則的理想彈塑性本構模型。通過分析數值模擬與試驗所得的樁頂位移曲線、樁身位移曲線以及混凝土和鋼筋的應力應變曲線等,可知該模型可準確的反映樁基礎在水平荷載作用下的受力特性。在較大橫向荷載水平作用下,不考慮混凝土的損傷和鋼筋的屈服將導致樁的受力性狀和實際情況不符,這也表明了在樁的水平承載特性分析中考慮鋼筋屈服和混凝土損傷的必要性。在此基礎上系統(tǒng)分析了土體參數、樁體參數和荷載條件對樁基礎水平承載特性的影響,其中包括土的不排水強度、土體彈性模量、土體內摩擦角、樁徑、配筋率、樁長、豎向荷載水平等。結果表明:(1)對于樁周土體,在其他條件都不變的情況下,增大土體內摩擦角可顯著改善樁基礎水平承載特性,增大極限承載力;增大土體彈性模量可在一定程度上改善樁水平承載特性,在土剛度很大情況下,樁頭的側移量僅取決于樁體自身的變形特性;增大樁周土體不排水強度也可一定程度上改善樁基礎的水平承載特性。(2)對于樁身性質方面,配筋率較低的樁,水平承載力容許值主要受樁身開裂控制,而對于配筋率較高的樁,水平承載力容許值受樁頭水平位移控制;增大樁徑可顯著改善樁基礎的水平承載特性。(3)由上部結構傳遞下來的豎向荷載有利于樁頭水平位移的減小,但同時會增大樁身最大彎矩,總結分析可以認為豎向荷載在達到豎向極限荷載的0.4-0.6倍之間為最優(yōu)豎向荷載水平。根據實際工程的群樁基礎形式,利用有限元數值分析軟件,建立起群樁數值分析模型,探討了不同樁數對群樁基礎水平承載特性的影響,并得到相應的樁頂承臺側移曲線,結果表明增加群樁數量可改善樁基礎水平承載特性。
[Abstract]:With the development of the national economy, the number of high-rise buildings, wharfs, cross sea bridges, offshore drilling platforms, offshore wind turbines and other buildings have increased dramatically. The pile foundation has been widely used in it. The pile foundation not only needs to bear the vertical load caused by the weight of the upper building and the pile body, but also needs to be subjected to earthquake action, wind and waves. The horizontal load caused by the braking action of the vehicle and the arch of the superstructure. For the study of the horizontal bearing characteristics of the pile foundation, a lot of relevant work has been done by experts and scholars at home and abroad, but the exploration of the condition of steel yield and concrete damage is relatively less. It is a controlling factor, so it is of great theoretical and practical significance to consider the reinforcement yield and concrete damage to the horizontal bearing characteristics. On the basis of the existing pile foundation horizontal loading in situ load test, a numerical analysis model is established by the large finite element analysis soft ABAQUS, in which the soil is used. In the Moore Kulun model, the concrete is used in the dispersion cracking constitutive model, and the reinforcement is based on the ideal elastoplastic constitutive model based on the Mises yield criterion. By analyzing the pile top displacement curve, the displacement curve of the pile and the stress-strain curve of the concrete and steel, it can be found that the model can accurately reflect the pile foundation. Under the action of horizontal load, the damage of concrete and the yield of reinforced bar will not conform to the stress behavior of the pile and the actual situation. It also shows the necessity of considering the reinforcement yield and concrete damage in the analysis of the horizontal bearing characteristics of the pile. The influence of soil parameters, pile parameters and load conditions on the horizontal bearing capacity of pile foundation, including soil undrained strength, soil elastic modulus, soil friction angle, pile diameter, reinforcement ratio, pile length, vertical load level, and so on. The results show: (1) the soil friction angle can be increased under the condition that other conditions are invariable. The horizontal bearing capacity of pile foundation can be improved and the ultimate bearing capacity is increased. The elastic modulus of soil can improve the bearing capacity of the pile to a certain extent. Under the condition of large soil stiffness, the lateral displacement of the pile head only depends on the deformation characteristics of the pile body itself, and the increase of the pile foundation level can also be improved to a certain extent by increasing the non drainage strength of the soil in the pile. Bearing characteristics. (2) for pile body property, pile with low reinforcement ratio, the allowable value of horizontal bearing capacity is mainly controlled by pile body cracking, and for piles with high reinforcement ratio, the allowable value of horizontal bearing capacity is controlled by the horizontal displacement of pile head, and the increase of pile diameter can significantly improve the bearing capacity of pile foundation. (3) vertical load transferred from superstructure. It can reduce the horizontal displacement of the pile head, but at the same time it will increase the maximum bending moment of the pile. It can be concluded that the vertical load is the optimal vertical load level between the 0.4-0.6 times of the vertical limit load. The influence of different pile number on the horizontal bearing capacity of pile group foundation is discussed, and the corresponding displacement curve of pile cap bearing platform is obtained. The result shows that increasing the number of pile groups can improve the horizontal bearing capacity of pile foundation.
【學位授予單位】：魯東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU473.1

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本文編號：1974916