PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩计算(精)

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PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩计算(精)

PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩计算(精)

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202
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
600 375
485
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495
注 :对于单点加载 , 表中的剪跨 a是指集中力到最近支座的距离 ;箍筋为螺旋式配筋, 两端加密区 (长度 1 200 mm)间距为 50 mm, 其余间距 为 100 mm。
PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩 计算 ——— 曾庆响 , 等
CALCULATIONMETHODSOFCRACKING MOMENTANDULTIMATEFAILURE MOMENTOFPRESTRESSEDHIGH STRENGTH CONCRETEPIPEPILES
ZengQingxiang1, 3 LiangHuanhua2 XiaoZhilan1 LiFayao2 (1.DepartmentofCivilEngineering, WuyiUniversity, Jiangmen529020, China;2.PileFoundation SubsidiaryofGuangdongNo.7 ConstructionGroupLtd, Jiangmen529020, China;3.StateKeyLaboratory ofSubtropicalBuildingScience, SouthChinaUniversityofTechnology, Guangzhou 510640, China)
1 试验简介
根据 GB 13476— 2007的规定 , 管桩的桩型分为
A、AB、B和 C型 4 种 , 管 桩 直 径 范 围 在 300 ~
1 400 mm;壁厚范围在 70 ~ 150 mm;单桩长度与桩 径有关 , 长度最小值 7 m, 最大可达 39 m;而且还可

基于PHC管桩抗弯性能研究分析

基于PHC管桩抗弯性能研究分析

基于 PHC管桩抗弯性能研究分析摘要:在建筑工程施工期间,关于PHC管桩承载能力的极限状态计算基本一致,但是常规利用极限状态的要求和计算并不相符,对于不允许管桩带裂缝工作的结构,其开裂弯矩为抗弯承载极限值;而对于允许管桩带裂缝工作的结构,管桩抗弯承载极限值也就是极限弯矩。

故此,文章将分析PHC管桩抗弯性能,以期为业内工作者提供可靠依据。

关键词:PHC管桩;抗弯性能;抗裂弯矩;极限弯矩基础工程作为建筑工程的重要一环,在新时代背景下,PHC混凝土管桩运用十分普遍,但是预应力混凝土管桩常常面临水平承载能力较弱、抗震性能比较差的缺陷。

当前,关于管桩抗弯性能研究十分丰富,具体集中于桩土效应与抗碱性能方面,而对于PHC管桩抗弯性能研究并不多见。

PHC管桩受弯时混凝土压应力与预应力钢筋应力分布情况的研究以及抗弯承载力算法,都是基础工程设计的主要内容。

1.开裂弯矩的计算分析1.离心成型与塑性的影响有关桩的开裂弯矩计算公式为:(1)。

在该计算公式中,表示桩的抗裂弯矩(N×mm);表示桩身混凝土有效预压应力(N÷mm2);表示离心工艺影响与截面抵抗矩塑性影响的综合系数,对C60取 =2.0,对于C80取 =1.9;表示管桩换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩(mm3)。

由于上述公式进一步考量离心工艺与截面塑性发展对于开裂弯矩综合影响,能够导入考量离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响综合系数,可以假设(2),其中,表示离心工艺影响系数;表示截面抵抗矩塑性影响系数。

值得注意的是[1],混凝土开裂情况下,对应变超过最大应力对应的应变。

为此,在桩身没有预压应力,也就是以及没有利用离心成型技术的情况下,只受到的影响,受拉边缘应力达到混凝土抗拉强度,相应的应变低于混凝土开裂应变,此时构件抗裂能力没有完全展现;出于对截面塑性发展的考量,也就是荷载出于,受拉区域变形增强,受拉区域边缘混凝土的应变出于开裂应变,此时构件达到开裂极限状态。

浅谈phc管桩的力学性能计算

浅谈phc管桩的力学性能计算

浅谈phc管桩的力学性能计算
PHC管桩是目前应用最广泛的混凝土结构,具有质量稳定、建造快捷等优点,可满足大多数土木建筑的力学要求。

本文介绍了PHC管桩力学性能计算的主要内容,帮助读者更好地理解和掌握PHC管桩的力学性能情况,并对PHC管桩的力学计算、施工及维护提出更多建议。

一、PHC管桩的力学性能计算
1、强度计算
PHC管桩是混凝土结构,它的力学性能是由结构的强度来决定的。

根据设计要求,可以使用抗拔力、抗压力、抗剪力和抗扭力等指标来计算PHC管桩的强度。

2、韧性计算
PHC管桩的韧性随着荷载的变化而变化,可以通过计算塑性变形和弹性变形等指标来分析韧性的变化趋势。

3、稳定性计算
为了保证PHC管桩的稳定性,必须计算滑动力和出现倾覆的可能性。

根据实际情况,可以采用不同的计算方法来确定稳定性。

二、施工和维护
1、施工
在施工PHC管桩时,必须确保管桩的水平度,以及管桩与接头处的连接质量。

同时,应仔细检查混凝土浇筑是否存在空鼓,空鼓可能导致PHC管桩的强度下降,并影响管桩的使用寿命。

2、维护
对于PHC管桩的维护工作,应定期进行检查,确保其力学性能处于良好状态。

如果发现有坏点或损坏情况,应及时进行修补或更换,以确保PHC管桩的安全性。

三、总结
本文介绍了PHC管桩的力学性能计算、施工、维护等内容,帮助您正确理解并掌握PHC管桩的好处和特性。

此外,在施工和维护PHC 管桩时,应注意质量问题,以避免PHC管桩受损和力学性能变化等情况的发生。

管桩抗弯性能计算表.4xls

管桩抗弯性能计算表.4xls

(KN·m) 值P(KN)
P(KN)
样品编号: 仪表读数(KN)
29.33 46.75
静停时间(mm) 裂缝宽度(mm)
15
8.10
20 10.80
40 21.60
60 32.40
80 43.20
90 48.60
100 54.00
105 56.70
110 59.40
115 62.10
120 64.80
125 67.50
130 70.20
135 72.90
140 75.60
145 78.30
150 81.00
155 83.70
160 86.40
混凝土强度设计值
设计/实际配筋
生产日期
பைடு நூலகம்
支座间距(m)
检验指标依据
-0.28 1.46 8.43 15.40 22.37 25.85 29.33 31.08 32.82 34.56 36.30 38.04 39.79 41.53 43.27 45.01 46.75 48.50 50.24
P(KN)
加载设备重(KN)
1
含加荷设备的总荷载P裂 (KN)
P=4(M-WL/40)/(3L/5-1)
支座至桩端距离(m)
2.4
含加荷设备的总荷载P极 (KN)
P=4(M-WL/40)/(3L/5-1)
样品编号: 仪表读数(KN)
裂缝宽度(mm)
静停时间(mm)
极限弯矩 (%)
弯矩值 总外加荷载 外加荷载值
生产单位 委托单位 检验地点
17.01 19.62 22.24 24.85 27.46 30.08 32.69 35.30 37.91 40.53 43.14 45.75 48.37 50.98 53.59 56.21 58.82 61.43 64.04 66.66 69.27

PHC管桩轴向抗拉强度的计算

PHC管桩轴向抗拉强度的计算

I 口
L ,
r . l r o
{ 口
Z L
士 +
( b)

( a)
图3
算 端板 中每 一 点 的径 向弯 矩 和切 向弯 矩 。 由 图 2转 变 成 图 3时 ,考 虑 到 r< o故  ̄r , q应 大 于 q以作 为补 偿 。它 们 间 的关 系为 :
的计算 公式 为 :
M=o ( ・  ̄ 一) M M= o ( 1  ̄M - +)
式中:
( 5 ) ( 6 )

尬 = 口l [ } ( r 1
lp n】


() 3
8= L ; r
p Xf r


【一 鼯
() 4
钢板 的 泊松 比 , 可取 为 03 .。
我 们 以 D 0 B 型 管 桩 为例 计 算 端 板 8 0A
的弯矩 。 S 0 D 0 AB型管 桩 端板 的尺 寸见 图 4 。 计 算结 果见 表 1 。
l 一 】 l
相 应 于 图 3 c 简 图 的 ()
和 似 的计
算公 式 为 :
从 计算 结果 得 知 ,第 6点 的径 向弯矩 和
焊 接可 以在 施 工 现 场 打 一节 管 节 , 焊上 一 再 节 管节 , 终形 成 整 桩 。在 陆 上 施 工 时 因受 最
打 桩 架 高度 的影 响 , 往 采 用 这 种 方 法 。但 往
在 水 上 施 工 时 , 打 桩 船 桩 架 较 高 , 时 又 因 同 可借 部 分水 深 , 此 可 以在 陆上 把 管 节 先 焊 因 接成整 桩 再进行 施 打 。 即使现 在 能生 产长 达 3 m 的管 节 , 只要 焊 接 , 们 在 计 算 桩 的 0 但 我

管桩力学性能计算公式

管桩力学性能计算公式

管桩力学性能计算公式1、 管桩的混凝土有效预压应力的计算按式1.1~式1.5。

1.1、预应力放张后预应力钢筋的拉应力pt σ(N/mm 2)pt σ=σcon 1+n ′⋅A P A C(1.1) 式中:σcon ——预应力钢筋的初始张拉应力,单位为牛每平方毫米(N/mm 2),σcon =0.7f ptk ;f ptk ——预应力钢筋的抗拉强度,单位为牛每平方毫米(N/mm 2);A p ——预应力钢筋的横截面积,单位为平方毫米(mm 2);A c ——管桩混凝土的横截面积,单位为平方毫米(mm 2);n ′——预应力钢筋的弹性模量与放张时混凝土的弹性模量之比。

1.2、 混凝土的徐变及混凝土的收缩引起的预应力钢筋拉应力损失ψσp ∆(N/mm 2)ΔσΡψ=n ⋅ψ⋅σcpt +E s ⋅δs 1+n ⋅σcpt σpt ⋅(1+ψ2) (1.2−1) σcpt =σpt ⋅A p A c(1.2−2) 式中:σcpt ——放张后混凝土的预压应力,N/mm 2;n ——预应力钢筋的弹性模量与管桩混凝土的弹性模量之比;ψ——混凝土的徐变系数,取2.0;s δ——混凝土的收缩率,取1.5×10-4;s E ——预应力钢筋的弹性模量(N/mm 2)。

1.3、 预应力钢筋因松弛引起的拉应力的损失△σr (N/mm 2Δσr =γ0⋅(σpt −2Δσp ψ) (1.3)式中:0γ——预应力钢筋的松弛系数,取2.5% 。

1.4、 预应力钢筋的有效拉应力σpe (N/mm 2)σpe =σpt −Δσp ψ−Δσr (1.4)1.5、 管桩混凝土的有效预压应力σce (N/mm 2)σce =σpe ⋅ΑP Αc(1.5)2、 管桩的抗裂弯矩的计算按式C.2.1。

2.1、 当按二级裂缝控制等级验算受弯管桩受拉边缘应力时,其正截面受弯承载力应符合下式规定:M cr ≤(σpc +γf tk )W 0 (2.1−1)W 0=2I 0d(2.1−2) I 0=π4(d 4−d 14)+(E s E c −1)A py r p 22 (2.1−3) 式中:cr M ——管桩桩身开裂弯矩(kN·m );pc σ——包括混凝土有效预压应力在内的管桩横截面承受的压应力(MPa ); ——考虑离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响的综合系数,对C60取,对C80及以上取;——混凝土轴心抗拉强度标准值;——截面换算弹性抵抗矩;s E 、c E ——分别为预应力钢棒、混凝土的弹性模量。

严老师7月管桩规程培训讲稿

严老师7月管桩规程培训讲稿
端板最 小厚道 16 (mm)
9.0 10.7 12.6 Q235B
18
20
24 Q235B
7、预应力筋的理论重量和最小质量
公称直径 φ7.1
公称面积 (mm2)
40.0
理论重量 (Kg/m)
0.314
最小重量 (Kg/m)
0.306
φ9.0
64.0
0.502
0.490
φ10.7
90.0
0.707
Mr
主要内容
一、有关管桩设计、构造等方面的调 整和变化。
二、有关管桩有效预应力、抗裂弯矩、 极限弯矩、抗剪、抗拉承载力的推 荐计算方法。
三、管桩混凝土耐久性及当前管桩生 产工艺和质量中存在的问题。
一、有关管桩设计、构造的调
整和变化
1、以管桩的有效预应力值分为A、AB、B、 C型。
单位:N/mm2,MPa
ce —预应力筋对混凝土的有效预(压)应力(MPa)
A—管桩的横截面积(mm2 )
Ra
1 4
80
4.86 125700
2361KN
241tf
管桩抗裂弯矩
Crack Bending Capacity
(按JISA 5337法 )
Mr
Le ro
ce cbt
Mr —开裂弯矩(KN m); ro —桩外半径(mm);
230
B 8φ9.0
512
BC 8φ10.7
720
3、配筋和主筋的位置
外径 壁厚 (mm) (mm)
单节 桩长 (m)
型 号
预应力钢 筋根数 (n×φ)
钢筋分 布圆直
径dp (mm)
最小配 筋面积 (mm2)

复合配筋预应力混凝土管桩受弯与受剪性能试验研究

复合配筋预应力混凝土管桩受弯与受剪性能试验研究

(0 2)的级差由 0 加载至 80% (0 8)ꎬ每级荷载的持
100%(1)ꎬ每级荷载的持续时间为 3minꎬ观察是否有
加载至 100%(1)时未出现裂缝ꎬ按 5%(0 05) 的级差
继续加载至裂缝出现ꎬ每级荷载的持续时间为 3minꎬ
测定并记录裂缝宽度ꎮ 试验终止条件为:最大剪切裂
600 6kNm) 时ꎬ在纯弯段受拉区位置首先出现 2 条
characteristics was obtained and analyzed. The flexural test results showed that non ̄stressed steels
evidently improved cracking moment and ultimate moment of pre ̄stressed concrete pipe pile ( PHC pile) ꎬ
规范参考值的 1 1 倍和 1 2 倍ꎻ非预应力筋配筋率对管桩受弯时的破坏特征、裂缝数及裂缝分布跨度有一定影响ꎮ
受剪试验结果显示:预应力筋配筋率对复合配筋预应力混凝土管桩的破坏形态影响较小ꎻ2 根试验桩的破坏过程相
似ꎬ均是从加载点与支座之间剪弯段优先出现主裂缝ꎬ与桩长方向大致为 20°夹角向跨中水平延伸ꎬ形成贯通面ꎻ主
3a 中 A ~ I 和图 3b 中 A ~ G) ꎻ试件表面混凝土应变
测量采用 100mm × 3mm 电阻应变片ꎬ使用 DH3816
静态应变测试系统采集记录应变量ꎮ 裂缝宽度测
量采用裂缝测宽仪ꎬ裂缝分布及发展记录采用数码
图 1 桩身剖面
摄像装置ꎮ 受弯和受剪试验装置的主要区别在于
支座、位移计及应变测点位置不同ꎮ 试验现场如图
缝 5ꎬ 8 号 间 产 生 新 的 裂 缝 5 ̄8 号ꎻ 继 续 增 加 至
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PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩计算*
曾庆响 1, 3 梁焕华 2 肖芝兰 1 李法尧 2
(1.五邑大学土木工程系 , 广东江门 529020;2.广东第七建筑集团管桩基础有限 公司 , 广东江门 529000; 3.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室 , 广州 510640)
摘 要 :预应力高强混凝 土 (PHC)管桩的受弯性能是管桩产品合格与否的 重要指标 。 目 前 PHC管桩 的 开裂弯矩和极限弯矩的计算通常都是按照 GB 50010— 2002《混凝土 结构设计规范 》中的方法进行的 。 但 PHC 管桩的混凝土强度已经超出了规范的适用范围 , 计算结果并 不能真实 反映 PHC管桩的 实际承 载能力 。 结 合 试验测试结果 , 根据 PHC管桩的离心成型生产工艺和 高强度的 特点 , 提出 对现有 PHC管 桩抗裂弯 矩和极 限 弯矩计算方法的修正建议 。 验算结果表明 , 采用修正方法计算 所得的 PHC管桩开 裂弯矩 和极限弯 矩与试 验 实测值吻合良好 。 关键词 :PHC管桩 ;开裂弯矩 ;极限弯矩 ;计算方法
CALCULATIONMETHODSOFCRACKING MOMENTANDULTIMATEFAILURE MOMENTOFPRESTRESTEPIPEPILES
ZengQingxiang1, 3 LiangHuanhua2 XiaoZhilan1 LiFayao2 (1.DepartmentofCivilEngineering, WuyiUniversity, Jiangmen529020, China;2.PileFoundation SubsidiaryofGuangdongNo.7 ConstructionGroupLtd, Jiangmen529020, China;3.StateKeyLaboratory ofSubtropicalBuildingScience, SouthChinaUniversityofTechnology, Guangzhou 510640, China)
PHC管桩是 预应力高 强混凝土 管桩的 简称 。 由于 PHC管桩基础具有施工质量容易控制 、施工进 度容易把握 、适应于复杂地质条件等众多优点 , 在各 沿海 、沿江城市的工程建 设中得到了广 泛的应用 。 PHC管桩基础已经 成为软土地基和深基础工程中 最重要的基础类型之一 [ 1] 。 在 PHC管桩基础工程 质量控制的诸多项目中 , 最重要的关键环节就是保 证 PHC管桩本身的质量 。从产品生产的角度来看 , PHC管桩的质量包括端头板 、钢裙板 、预应力钢筋 、 混凝土以及生产过程中各工序等多方 面的质量问 题 ;从工程结构受力的角度来看 , PHC管桩的质量
Abstract:Flexuralbehaviorisoneofthemostimportantqualifyingindexofprestressedhighstrengthconcrete (PHC)pipepile.ThecalculationmethodsofcrackingmomentandultimatefailuremomentofPHCpipepilesare basedontheapproachesintheCodeforDesignofConcreteStructures(GB 50010— 2002)atpresent.Infact, the concretestrengthgradeofPHC pipepilesarebeyondtheadaptablescopeoftheGB 50010— 2002 Code.The approachesinthecodeforestimatingthecrackingmomentsandultimatefailuremomentsofPHCpipepilescannot wellmatchtheactualbearingcapacities.Inthispaper, combiningwiththeanalysisoftheflexuralexperimental resultsandthebehaviorofcentrifugalshapedproducingmethodofPHCpipepiles, newapproachesforcalculatingthe crackingmomentandultimatefailuremomentofPHCpipepilesareproposedbasedonthepresentmethodsinthe code.Comparinganalysisshowsthatthecalculationresultsbythemodifiedmethodsarewellagreedwith the experimentalresultsofPHCpipepiles.ThesuggestedapproachesforestimatingtheflexuralcapacitiesofPHCpipe pilesaresuitableinpracticedesign. Keywords:PHCpipepiles;crackingmoment;ultimatefailuremoment;calculationmethod
68 IndustrialConstructionVol.40, No.1, 2010
控制则主要表现为正截面承载力和斜截面承载力的 达标情况 , 其中正截面承载力包括开裂承载力和极 限承载力两个方面 。根据 GB 13476— 2007《先张法 预应力混凝土管桩 》[ 2] 的规定 , PHC管桩 成品合格 的承载力质量标准主要包括受弯和受剪两个方面 。 虽然国内外许多学者进行了大量的关于 PHC管桩
*建设部研究开发项目 (06 -K1 -34);广东省自然科学 基金资助项 目 (07010874);江门市科技计划项目 ;五邑大学科研项目 。 第一作者 :曾庆响 , 男 , 1968 年出生 , 硕士 , 副教授 。 E-mail:zqx20086@ 163.com 收稿日期 :2009 -08 -20
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