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高强度预应力混凝土管桩承载力研究

张正恩  
【摘要】:PHC桩全称为高强度预应力混凝土管桩,是近年来出现的一种新型的预制桩,具有单桩竖向承载力高、抗弯性能良好、桩身质量稳定可靠、施工工期较短、便于进行检测等优点,近年来越来越广泛的应用于我国各类工程建设项目中,并获得了明显的技术效益与经济效益。开口管桩的承载机理比普通预制桩承载机理复杂,国内外许多学者和资深专家进行深入的高强度预应力混凝土管的承载能力问题的研究。但是目前关于管桩的荷载传递机理这个问题仍无合理的理论解释,且对多种比较复杂的因素缺乏整体的、系统的分析和比较。此文采用MIDAS/GTS软件对高强度预应力混凝土管桩的承载性能进行分析,对桩基进行合理建模,在桩土间设置较合理的接触面,建立摩擦单元,对高强度预应力混凝土管桩的荷载传递进行数值模拟,以更好地了解高强度预应力混凝土桩加载的一些承载机理。选择管桩与土体的不同相互作用关系,建立相关的有限元模型,以及采用相关的数值计算方法,能够较为准确的计算出单桩的承载力和具体荷载下桩体的下沉量。 结合郑州市天明国际广场工程实例,用三维计算模型对工程桩进行模拟计算,并将结果与实测结果作对比,模拟方法能很好地对预应力管桩的工作性能进行预测,检验了在高强度预应力混凝土管桩的荷载传递方面,非线性有限元数值分析方法的可靠性,并保证了高强度预应力混凝土管桩的荷载传递有限元计算方法的正确性。并且对影响管桩的承载特性和沉降规律的因素进行分析,得出了一些结论。通过对天明国际广场工程实例的计算,表明本文的建立的模型以及计算方法是合理的。由此可见,在建模时各参数数据选取正确,模型本身较接近实际工程现状,就能很好地预测桩体在具体工程情况下的最大承载力。 MIDAS/GTS软件为管桩的竖向荷载与沉降曲线提供快速、高效的计算方法,通过数值分析方法更好地研究管桩的承载性能,把握管桩的工作特点,为实际工程中这一桩型的可行性和经济性提供参考依据,使其更经济地运用到工程中去。


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