钢管混凝土柱下桩基承台的抗冲切性能研究

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1、硕士学位论文钢管混凝土柱下桩基承台的抗冲切性能研究StudyonPunchingShearBehaviorofPileCapsunderCFSTColumns作者：夏俊导师：李贤副教授中国矿业大学二○一五年六月中图分类号TU473学校代码10290UDC692密级公开中国矿业大学硕士学位论文钢管混凝土柱下桩基承台的抗冲切性能研究StudyonPunchingShearBehaviorofPileCapsunderCFSTColumns作者夏俊导师李贤申请学位工学硕士培养单位力建学院学科专业结构工程研究方向组合结构基本理论答辩委员会主席吕恒林教授评阅人吕恒林教授张国伟副教授二○一五年六月论文

2、审阅认定书研究生夏俊在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢三年来，无论是在课题设计、试验的加工与制作，或是论文撰写等各个方面，导师给予了悉心和无私帮助。每一步都无不凝聚着导师的巨大心血和汗水，得益于导师的严格教诲和悉心指导。如今硕士毕业论文已然完成，在此我首先要衷心地感谢我的导师李贤副教授。在迷茫和犯错时，导师指点迷津耐心指正；在困难和挫折时导师给予宽慰和帮助；在取得进步时，导师给

3、予鼓励和督促……这研究中的点点滴滴都让学生坚定信心不断向前，我将会把这份感恩永久地留在心里。在我的眼中，我的导师学识渊博，对专业孜孜以求，精益求精，且在百忙之余仍然读书不辍，不断探求;为人师表，率先垂范;传道授业，呕心沥血。如果说我从导师那里学会了怎样做好学问，那么首先应该说我从导师那里领略了真正的学术精神，导师严谨的治学态度和坚韧的探索精神将使我终生受益。感谢力建学院吕恒林教授、周淑春副教授、尹世平副教授、张营营副教授、胡波讲师对我的选题提出的宝贵建议。在此表示衷心的感谢！感谢我的师兄沙士钰和张广昌，感谢课题组的赵泽华、夏承柱、梁彦烁，感谢师弟李新章、王威、匡小波、张鹏，师妹刘璐、张云霞

4、在本人试验及做论文期间给予的热情帮助！感谢实验室朱威师傅、刘运立老师等人在试验过程中给予的帮助！感谢我的家人在我读研期间的理解与支持！感谢在我读研期间每一位关心过我、帮助过我、给过我鼎力支持而在此尚未提及的人们，你们的情意我将铭记于心！感谢国家自然科学基金项目-面上项目（51478459）和国家自然科学基金-青年基金（51008300）给予的资助。最后，感谢评阅本篇硕士论文和出席论文答辩的各位专家、教授在百忙中所给予的审阅。由于水平有限，文中错误和欠妥之处，敬请批评与指正。摘要对比研究埋入式钢管混凝土柱下桩基承台的抗冲切承载力和破坏形态。采用柱脚底板(无加强措施)、减半柱子埋深、加强栓钉、

5、加强环板和承台内添加钢筋锚固板形式的柱脚构造，对其进行单调静力加载，分析在不同构造下桩基承台的抗冲切效果，以期为建立钢管混凝土柱下桩基承台的设计理论提供试验依据。参考国内外对于桩基厚承台设计理论模式的研究，并在此试验的基础之上，提出针对钢管混凝土柱下桩基厚承台的拉-压杆模型计算公式的修改意见。由此取得的研究成果如下：1)分析不同加强措施下的桩基承台发现：无加强措施试件在较低的竖向荷载作用下o发生明显的冲切破坏且破坏锥体斜面与承台底面之夹角略小于45；焊接栓钉试件的抗冲切承载力有大幅度提高，最终仍以挠度突增瞬间发生脆性冲切破坏，其中栓钉将近承担整个试件承载力的66%；加强环板试件的抗冲切承载

6、力最高且破坏过程比较长，属于弯冲延性破坏，其中环板承担整个试件承载力的71%。2)对于钢管混凝土柱埋置深度减半的试件，桩基承台抗冲切承载力提高将近一倍，破坏现象与对照组试件相似，试件的破坏类型属于脆性冲切破坏。对于在柱周围添加钢筋锚固板试件，钢筋锚固板可以承受部分来自柱脚板的冲切，较大的提高了整个试件的抗冲切破坏承载能力，钢筋锚固板不但利于承台的施工布置，而且有利于在桩承台达到极限承载力时不至于挠度剧增，表现出了一定的延性。3)通过计算值与实测值的对比发现，现有的规范对于桩基承台的抗冲切承载力的计算过于保守，并不能完全符合实际情况，这不但在施工时费料费工，而且不利于承台理论的研究。本文基于

7、国内外二、三维拉-压杆模型研究的基础之上发现二维拉-压杆模型可参照我国交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）oo的规定，但只适用于夹角不低于34，在夹角高于34时，交通部规范计算结果较实际承载力大小偏高，仍需要进行修正。郭宏磊对于桩基承台三维拉-压杆模型的研究规定并不适用于钢管混凝土柱下钢管混凝土桩基承台，其中斜压杆的破坏是承台冲切承载力丧失的标志，对于压杆的截面面积的规定并不适用此