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基于拉压杆模型的大体积混凝土承台配筋设计研究
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Cn_tf
上传时间:
2021/7/8
资料类别:
工程论文
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本文综合以往研究学者的成果基础，结合相关规范和文献，以实际工程为背景，取群桩混凝土承台为研究对象，着重对群桩混凝土承台的配筋进行深入研究，所做的研究内容如下： （1）阐述了国内外规范中关于桩基承台的设计方法，总结对比了各规范中承台的设计方法的理论基础与不足。探讨了国内外学者对桩承台的研究现状，提出目前在承台配筋设计中存在的一些问题。在提出分区定义中，明确承台属于D区结构，介绍了拉压杆模型理论的依据。详细介绍了拉杆、压杆与节点，以表格形式罗列了拉压杆模型中各设计方法的适用性。阐述了拉压杆模型的设计准则，总结了拉压杆模型的研究进展与应用，提出拉压杆模型对承台配筋进行设计的基本步骤。 （2）依托实际工程，通过建立群桩承台有限元模型，分析群桩承台在运营荷载作用下的应力流情况。在有限元模型的基础上，采用拓扑优化法建立承台的拉压杆模型最优解，确定参数取值来构建拉压杆模型，并进行强度验算。对比了不同拉杆设计方式的结果，并与现行规范计算方法进行对比，结果表明，用拉压杆模型法计算的配筋量比现行规范节省钢筋。分析了桩基反力的分布规律，确定承台厚度与桩基刚度对桩基反力的影响规律。 （3）结合钢筋混凝土有限元理论，以拉压杆模型计算的配筋进行运营荷载下结构安全性验算，结果表明，拉压杆模型计算配筋结果在运营荷载作用下结构安全可行。详细分析了不同配筋形式、不同配筋率下结构的承载能力影响规律，结果表明，桩径范围内集中配筋相比均布配筋可以提高承台的承载能力。承台配筋率对承载能力呈现非线性增长规律，达到一定的配筋率后增加配筋不会显著提高承台承载能力。最后结合计算结果提出了承台荷载配筋的工程设计建议。 （4）结合早期混凝土温度应力场有限元理论，通过有限元模型分析配置温度构造钢筋对早期混凝土应力的影响，并结合实际工程数据进行验证，阐述了钢筋对混凝土的抗裂性影响。以温度裂缝指数为指标，分析了钢筋间距与钢筋直径的影响规律。以裂缝控制的配筋原则给出了承台非荷载配筋的工程设计建议。
