內(nèi)插預應力鋼管桁架水泥土組合梁的模型試驗與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著我國城市化進程的加速，傳統(tǒng)的多層建筑已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，城市建設開始向高層建筑、超高層建筑和地下空間發(fā)展，對基坑支護的要求也越來越高。在此背景下，基坑工程及其相關技術迅速發(fā)展起來。本文引入一種內(nèi)插預應力鋼管混凝土桁架的水泥土圍護樁，這是一種新型的組合結構形式，與一些傳統(tǒng)的基坑支護方式相比，具有施工速度快、抗?jié)B性能好等優(yōu)點，能夠提高施工功效，降低維護成本并且更加綠色環(huán)保。
　　本文主要針對預應力鋼管桁架水泥土組合梁的

2、剛度、變形等受力性能進行研究，采用室內(nèi)模型試驗與有限元數(shù)值模擬相結合的手段，采用模型實測結果對有限元模型進行校驗，通過數(shù)值模擬對預應力鋼管桁架水泥土組合梁結構的性能進行詳細的分析。本文完成的主要工作有:
　　1.進行了兩組普通鋼管桁架與預應力鋼管桁架的靜力加載對比試驗，研究了兩種鋼管桁架的剛度、變形和承載力等受力性能。試驗結果表明:對鋼管桁架施加預應力后，不僅可以提升鋼管桁架的抗彎剛度，并可有效調(diào)節(jié)桿件的應力分布，桿件的受力性能得

3、到了很大的改善。
　　2.開展了水泥土各項物理性能和力學性能的試驗研究;通過無側限壓縮試驗、三軸壓縮試驗等得出了不同摻入比的水泥土的變形模量、內(nèi)摩擦角以及粘聚力等參數(shù)，分析總結了齡期和水泥摻入比對水泥土強度變化的影響，為水泥土組合梁的有限元模擬提供了相關參數(shù)。
　　3.進行了預應力鋼管桁架水泥土組合梁進行靜力加載試驗，研究水泥土組合梁的整體剛度、變形和裂縫的分布情況，并與預應力鋼管桁架進行了對比，探討水泥土與預應力鋼管桁架的

4、相關作用。研究結果表明，水泥土能夠有效提升桁架構件的受力性能和整體剛度，而預應力鋼管桁架能很好的延緩水泥土裂縫的發(fā)展。
　　4.采用有限元方法對預應力鋼管桁架和預應力鋼管桁架水泥土組合梁進行了模擬和分析計算，通過與試驗數(shù)據(jù)對比對有限元計算模型進行了校驗，對影響預應力鋼管桁架水泥土組合梁力學性能的主要因素進行了參數(shù)分析。分析結果表明:預應力鋼管桁架結構的整體剛度主要受鋼管強度、預應力的雙重影響;其中，上下弦桿影響較小，預應力取值和腹