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预应力混凝土管桩在竖向荷载作用下的水平承载力研究

作　者: 吴丹
导　师: 尹新生
学　校:
专　业: 结构工程
关键词: 预应力混凝土管桩 ABAQUS 有限元分析滞回曲线
分类号: TU473.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

混凝土桩在国外发展已有上百年的历史，混凝土管桩的也使用了60多年，而预应力混凝土管桩的应用也超过了40年，预应力高强混凝土管桩也不只20多年历史了。预应力混凝土管桩本身具有良好的技术性能和显著地经济效益等优点，因此被越来越越广泛的应用到实际工程中，而且越来越多的受到专家、学者的高度重视。工程中，我们在考虑复合荷载作用下的桩基承载力时，往往是单独分析其竖向荷载作用下的沉降、以及竖向承载能力，或者水平荷载作用下的桩的抗弯性能，但是，关于竖向荷载对桩基水平荷载影响，目前研究还很少。本课题通过用ABAQUS三维有限元程序分析确定管桩的破坏形式，模拟复合荷载作用下的桩，来研究竖向荷载作用对桩基的水平承载力的影响程度，同时，观察不同的轴力作用下以及不同桩径的的滞回曲线，分析桩体的抗震能力。研究研究表明：对预应力混凝土管桩施加的竖向荷载可以影响其刚度，水平极限承载力，以及桩体的抗震能力。桩径不同的预应力混凝土管桩其刚度，水平极限承载力，以及桩体的抗震能力也不同。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-11
第1章绪论  11-18
  1.1 桩基概述  11-12
  1.2 预应力混凝土管桩概述  12-15
    1.2.1 管桩的等级和壁厚  12-13
    1.2.2 形式  13
    1.2.3 管桩沉桩方法  13
    1.2.4 管桩分类  13-14
    1.2.5 先张法工艺制作  14-15
    1.2.6 管桩成桩分类  15
  1.3 预应力管桩的国内外发展  15-16
    1.3.1 国外的发展  15-16
    1.3.2 国内的发展  16
  1.4 课题来源及主要研究内容  16-18
第2章利用 ABAQUS 有限元软件建立分析模型  18-24
  2.1 ABAQUS 简介  18-19
  2.2 材料模型的选取  19-21
    2.2.1 钢筋的本构关系  19-20
    2.2.2 混凝土的本构关系  20-21
  2.3 影 ABAQUS 响非线性计算收敛的因素  21-22
  2.4 模型建立与加载方案  22-24
第3章预应力管桩水平承载力有限元计算  24-32
  3.1 概述  24
  3.2 分析模型  24-25
  3.3 各模型计算结果  25-32
    3.3.1 GZ1  25-26
    3.3.2 GZ2  26-27
    3.3.3 GZ3  27-28
    3.3.4 GZ4  28-29
    3.3.5 GZ5  29-30
    3.3.6 GZ6  30-32
第4章预应力管桩水平承载力的有限元对比分析  32-41
  4.1 概述  32
  4.2 相同桩径下不同竖向荷载的水平承载力分析  32-34
    4.2.1 桩径为 500mm  32-33
    4.2.2 桩径为 400mm  33-34
  4.3 相同竖向荷载下不同桩径的水平承载力分析  34-36
    4.3.1 竖向荷载为 1000KN  34
    4.3.2 竖向荷载为 1300KN  34-35
    4.3.3 竖向荷载为 1600KN  35-36
  4.4 相同桩径下不同竖向荷载的刚度分析  36-41
    4.4.1 桩径为 500mm  37
    4.4.2 桩径为 400mm  37-38
    4.4.3 竖向荷载为 1000KN  38-39
    4.4.4 竖向荷载为 1300KN  39
    4.4.5 竖向荷载为 1600KN  39-41
第5章管桩的工作性状与承载力计算  41-52
  5.1 竖向荷载下单桩的工作性能  41-45
  5.2 桩的水平承载力和位移计算方法  45-52
    5.2.1 桩在水平荷载作用下的工作性状  45-46
    5.2.2 水平受荷桩的内力和位移计算  46-52
第6章工程实例  52-54
第7章结论与展望  54-56
  7.1 结论  54
  7.2 展望  54-56
参考文献  56-59
攻读学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60-61
附图  61-66

预应力混凝土管桩在竖向荷载作用下的水平承载力研究

内容摘要

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