钢纤维高强混凝土承台裂缝与破坏形态分析

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发布时间：2021-09-13

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钢纤维高强混凝土承台裂缝与破坏形态分析
雷杰，高丹盈，樊华
(1．郑州大学水利与环境学院，河南郑州450052；2．河南省水利勘测设计研究有限公司，河南郑州450016)
摘要：通过钢筋钢纤维高强混凝土四桩桩基承台模型试验，分析了承台从加载到破坏全过程裂缝的发展规律，包括承
台侧面、底面、顶面裂缝的出现，裂缝的发展和裂缝宽度的变化以及破坏时裂缝的分布形态。结果表明：钢筋钢纤维高强
混凝土四桩承台裂缝形态随着钢纤维体积率、配筋率、配筋方式的不同而变化，承台破坏时呈现出弯曲破坏构件的裂缝
特征。
关键词：高强混凝土；钢纤维；裂缝形态；承台
中图分类号：TU528．3l 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1000·1379．2011．12．042
Crack Development and Damage Analysis of Steel Fiber Reinforced
High Strength Concrete Pile Caps
LEI Jie ，GAO Dan．ying ，FAN Hua
(1．College of Water Conservancy and Environment Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，China；
2．Henan Water＆Power Engineering Consulting Co．Ltd．，Zhengzhou 450016，China)
Abstract：Based on the experiments of model specimens of SFHSC four—pile caps，the development law of crack that Occurs from initial loading to
damage load was found out，which clarified the crack appearance，crack development，crack pattern on failure and the changing of crack width，in—
cluding the surface crack at the side，top or bottom of the pile cap．The result indicates that the crack pattern varies with the volume fraction of steel
fiber，the reinforcement ratio of pile cap and the reinforcement layout．When the pile caps are destroyed，it appears the distribution characteristic
of the bending failure components．
Key words：hi曲strength concrete；steel fiber；crack form；pile caps
桩基础以其承载力高、可减少地基不均匀沉降和抗震性能
好等优点，在高层建筑、桥梁、港口码头等工程中得到了广泛的
应用。承台作为桩基础中承上启下的关键受力构件，一直受到
工程界的关注。近年来，超高层建筑、重载桥梁及大型渡槽等
水工建筑的涌现对桩基础及承台的受力性能提出了更高的要
求。由于高强混凝土构件具有较高的强度和刚度、结构自重
轻、材料致密坚实，抗渗性能和抗冻性能等也优于普通强度混
凝土⋯ ，掺入钢纤维能有效抑制高强混凝土的早期开裂、克服
其延性差的弱点，因此采用钢筋钢纤维高强}昆凝土是提高承台
承载力及其抗裂、抗剪、抗震性能的有效方法之一。但迄今为
止，关于承台的研究尚限于混凝土强度等级为C40以下的普通
强度混凝土和钢纤维混凝土承台，对于混凝土强度等级为CAO
以上的承台鲜有研究，因此开展这类承台试验研究和理论分析
具有重要意义和经济价值。
笔者通过对具有不同参数的承台试件进行试验，研究承台
从加载到破坏全过程裂缝的发展规律，主要对承台侧面、底面、
顶面裂缝的出现、裂缝的发展和裂缝宽度的变化以及破坏时裂
缝的分布形态进行了全面观测和分析，从裂缝开展角度对钢筋
钢纤维高强混凝土承台破坏形态进行了分析。
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1 试验概况
1．1 试件设计
钢筋钢纤维高强混凝土四桩承台试件考虑了承台厚度、纤
维体积率、混凝土强度、配筋率4类主要变化参数，同时考虑到
均匀布筋、桩径配筋方式的影响，共组成6个系列l7个承台试
件。承台平面均为700 mm×700 mm的正方形，厚度为150～
400 film，底部配置双向布置的HPB235级钢筋，钢筋直径分别
为8、10、12 mlTl，钢纤维体积率P 分别为0、0．5％、1．0％、1．5％。
承台上部的柱头采用尺寸为150 mm×150 mm×150 mm的方
柱，材料与承台试件相同，配置4612纵筋(HRB335级)， @
30 mill箍筋，短柱与承台整体现浇在一起。桩采用直径110
mm的圆钢轴模拟，桩中心距为440 mm，圆钢轴和承台之间用
细砂找平。承台混凝土强度为CA0一C80，混凝土保护层底部
厚度为40 mm，其他部位厚25 mm。试件采用42．5级或