【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(shì),具有良好的抗震性能。而在實(shí)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(huì)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(duì)于預(yù)制管樁受力性能研究尚不多見,尤其對(duì)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(duì)離心鋼管混凝土管樁的抗震性能的影響,對(duì)開拓離心鋼管混凝土管樁在預(yù)制樁領(lǐng)域的市場(chǎng)有積極的推動(dòng)作用。本文對(duì)SC樁、填芯SC樁和預(yù)制高強(qiáng)混凝土樁(PHC樁)、填芯PHC樁進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)研究,得到各試件的抗震性能指標(biāo),通過對(duì)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(duì)于SC樁的耗能能力和抗震承載力沒有提高。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)四個(gè)試驗(yàn)試件進(jìn)行了有限元模擬分析,并將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)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(qiáng)度、鋼管壁厚和強(qiáng)度以及填芯材料等參數(shù)對(duì)填芯SC樁抗震性能的影響,可以看出,鋼管壁厚和強(qiáng)度對(duì)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(qiáng)度、填芯材料對(duì)填芯SC樁抗震性能的影響很小。在試驗(yàn)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(jiǎn)化計(jì)算方法,并將理論分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得到了比較吻合的結(jié)果,驗(yàn)證了該模型的可靠性,可為填芯SC樁的設(shè)計(jì)提供一定的參考。
【圖文】：

圖 2. 3 試驗(yàn)加載實(shí)圖Fig 2.3 Diagram of experiment loading和位移混合控制加載法，在試驗(yàn)構(gòu)件屈服前采用荷試件屈服后采用位移加載控制，每級(jí)加載重復(fù)三次加載和正式加載兩個(gè)過程：試驗(yàn)開始之前要進(jìn)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(yàn)裝置和測(cè)量?jī)x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(jí)加載用 20kN、30kN、40kN······逐級(jí)加載，每級(jí)加載示。試件屈服后，采用位移控制加載方式，每級(jí)循級(jí)差，對(duì)于 SC 樁和填芯 SC 樁，y 取 12mm，對(duì)于 4mm，直至試驗(yàn)構(gòu)件的承載力下降到極限荷載的 2.4（b）。

圖 2. 3 試驗(yàn)加載實(shí)圖Fig 2.3 Diagram of experiment loading試驗(yàn)采用荷載和位移混合控制加載法，在試驗(yàn)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(jí)加載重復(fù)三次，直至構(gòu)件。試驗(yàn)分為預(yù)加載和正式加載兩個(gè)過程：預(yù)加載：正式試驗(yàn)開始之前要進(jìn)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(yàn)裝置和測(cè)量?jī)x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(duì) SC 樁和填芯 SC 樁按 80kN、120kN、160kN······逐級(jí)加載，對(duì) PHC 樁芯 PHC 樁采用 20kN、30kN、40kN······逐級(jí)加載，每級(jí)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(jí)循環(huán)三次，選服位移y 為級(jí)差，對(duì)于 SC 樁和填芯 SC 樁，y 取 12mm，，對(duì)于 PHC 樁和填PHC 樁，y 取 4mm，直至試驗(yàn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2584404