钢纤维高强混凝土三桩承台承载力影响因素分析

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发布时间：2021-09-13

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钢纤维高强混凝土三桩承台承载力影响因素分析
雷杰，高丹盈，海慧
(郑州大学水利与环境学院，河南郑州450052)
摘要：通过10个钢纤维高强混凝土三桩承台试验，结合对钢纤维高强混凝土三桩桩基承台受力性能的研究，对承台开裂荷载和极限
承载力的主要影响因素混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率及钢纤维类型进行了深入分析。研究表明：随着混凝土强度、钢
纤维体积率、承台有效厚度的增加，三桩承台的承载力有明显的提高，同时配筋率和钢纤维类型对三桩承台承载力也有一定影响。研究成
果对于建立钢纤维高强混凝土承台承载力计算公式，完善《纤维混凝土结构技术规程》具有重要意义。
关键词：钢纤维；三桩承台；高强混凝土；承载力；影响因素
中图分类号： TU528．0l 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)11-0053～03
Analysis on the influence factors of bearing capacity of the steel fiber reinforced high strength concrete three-pile caps
LEI：lie，GAODan-ying，HAlHui
(CollegeofWaterConservancy andEnvironmentEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450052，China)
Abstract： By the experiments of 10 model specimens of steel fiber reinforced hi strength concrete three-pile caps，the mechanical behavior
and the impoaant factors on the cracking load and ultimate bearing capacity of the steel fiber reinforced hi曲s~ength concrete three—pile caps
were studied．It indicates that with the increases of concrete s~ength，the volume fraction of steel fiber，the efective thickness and reinforcement
ratio ofpile cap，the bearing capacity ofthree—pile caps improves largely and the type of steel fiber has also remarkable efects on the bearing ca—
pacity，whichprovidesthe experimentalbasisandthetheoretic supportfor calculatingload capacity．This achievementhas a referenceforthetechnical
specification for fiber reinforced concrete structure．
Key words： steel fiber；three—pile caps；high strength concrete；bearing capacity；influence efects
0 引言
由于桩基础具有承载力高、能减少地基不均匀沉降和抗震
性能好等优点，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【1]，因此，在近年来的高层、超高层建筑中，高强度桩基
础受到关注并被采用。承台作为桩基础中承上启下的关键受力
构件，一直受到工程和科研界的关注和研究，但研究对象几乎
都针对于普通强度混凝土承台，对高强及纤维高强混凝土桩基
承台的研究是一个现实而崭新的课题。
本研究是郑州大学开展的《钢筋高强纤维混凝土桩基承台
受力性能研究》的一部分，通过观察和记录不同条件下承台裂
缝的开展与分布，承台底部中点挠度、侧边混凝土应变和底部
受拉钢筋应变等，对纤维高强混凝土三桩桩基承台承载力及其
主要影响因素混凝土强度、钢纤维体积率、承台厚度、配筋率、
钢纤维类型等进行了试验研究和理论探讨，研究结果对扩大高
强纤维混凝土在桩基承台中的应用，完善《纤维混凝土结构技
术规程》有重要的理论意义和实用价值。
1 试验概述
1．1 试件制作
三桩承台试件共制作l0个，模型比率为1：5，截面尺寸采
收稿日期：2011 5_04
基金项目：高等学校博士点基金项目(20060459005)
用边长831玎Ⅱn的等边三角形，桩的中心距为450 mm，承台厚
度200-400 inm，除承台CT34．1采用C40、CT34．3采用C80，其
余构件均采用C60钢筋混凝土，采用42．5级或32．5级(仅用于
C40混凝土)普通硅酸盐水泥、中砂、10-20mm碎石制成，钢纤
维为佳密克斯钢纤维，将其乱向掺入混凝土基体。承台底部采
用板带配筋方式，钢筋采用HRB335级螺纹钢筋，钢筋直径为
,12、 14、+16。短柱采用截面尺寸为150 mmxl50 mmxl50 mm
的钢筋混凝土方柱，柱头配置4+12纵筋(HRB335级)，短柱与
承台整浇在一起。桩用直径110 mlTl的圆钢轴模拟，圆钢轴顶
部嵌入承台试件10 toni。承台底部保护层厚度为40 mlTl，其他
部位保护层厚度为25 m／／／。混凝土采用机械搅拌，自然养护。
模板采用竹胶加厚高强模板。制作试件时，每拌混凝土分别留
150 mmxl50 mmxl50 mill立方体的试块1组，钢筋分别留试样
以测定其材性(实际屈服强度和极限抗拉强度)。试验主要考虑
了承台厚度、钢纤维体积率、混凝土强度等级、配筋率等4类主
要变化参数，共4个系列，试件总计l0个(见表1)。承台平面布
置及配筋示意图见图1(以底部纵筋配置4~b12为例)。
1．2 试验装置及测试方法
整个试验系统由加载装置、应变测量装置和数据采集装置
组成。加载装置为郑州大学1 000 t微机控制电伺服长柱压力试
验机。承台的开裂荷载和极限荷载，由压力机读取数据。用静态