港工鋼管樁剪力鍵優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近些年，鋼管混凝土樁結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)大的承載性能，被廣泛應(yīng)用于港口工程中。在此結(jié)構(gòu)中，樁芯混凝土作為主要的承壓部件，在長期的荷載作用下，易產(chǎn)生一系列的破壞，從而影響結(jié)構(gòu)整體的安全。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁芯作為鋼管樁與上部混凝土結(jié)構(gòu)間的一種連接方式，焊接于鋼管內(nèi)壁的剪力鍵可以有效地提高這一連接方式的承載能力。帶有剪力鍵的樁芯連接方式受力機(jī)制比較復(fù)雜，國內(nèi)外尚無明確規(guī)范規(guī)定，目前的理論分析與設(shè)計(jì)方法也還不夠完善。本文以帶有單個(gè)剪力鍵的混凝土樁芯連接為研

2、究對(duì)象，嘗試對(duì)軸力作用下樁芯內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行理論分析，并以此為這一連接方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究提供基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)混凝土樁芯連接的受力特征，結(jié)合薄壁圓殼理論恰當(dāng)考慮鋼管壁對(duì)樁芯的約束作用，由此構(gòu)造混凝土樁芯內(nèi)部的徑向及軸向位移函數(shù)，并利用邊界條件推導(dǎo)出位移函數(shù)中各個(gè)系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，采用廣義虎克定律，推導(dǎo)出混凝土樁芯內(nèi)任意點(diǎn)處的應(yīng)力及位移的表達(dá)式。
　　(2)論文根據(jù)上述理論推導(dǎo)得出的理論公式，在樁芯混

3、凝土外壁上沿軸向方向選取若干個(gè)計(jì)算點(diǎn)，在不考慮鋼管自身徑向的壓縮量的情況下，計(jì)算這些點(diǎn)上混凝土外沿的徑向位移，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)果表明:在軸壓作用下，理論分析得到的鋼管外壁徑向位移與實(shí)測(cè)結(jié)果總體上變化趨勢(shì)大致相同，計(jì)算結(jié)果也比較接近;在軸拉作用下，研究對(duì)象主要為剪力鍵下半段混凝土，由于忽略了上半段的影響，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相差較大，但總體上變化趨勢(shì)相同。
　　(3)利用上述混凝土樁芯的理論分析模型，針對(duì)