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传统桩基承台的内力计算都是建立在梁、板受弯计算理论基础之上,对承台的受剪、受冲切、局部受压承载力的验算基本套用一般梁、板等受弯构件的计算方法。这种设计方法只考虑承台某一特殊截面上的受力,而没有考虑承台内部的完整力流。随着国内外学者对承台研究的深入,人们发现平截面假定对承台尤其是厚承台不适用,于是提出了各种厚承台的传力模型,如拉压杆模型、空间桁架模型以及空腹式模型。 本文在分析比较国内外有关承台设计计算方法理论体系后,研究了钢纤维混凝土(SFRC)非线性有限元计算力学模型,运用有限元分析软件,对钢纤维混凝土厚桩基承台的传力模型作进一步研究,认为钢纤维混凝土厚桩基承台的传力机理更符合空间桁架模型,即以承台底部桩顶处水平受力钢筋条带为拉杆,柱头至桩顶区域的钢纤维混凝土为斜压杆的空间桁架。在此基础上提出了钢纤维混凝土厚承台空间桁架模型斜压杆承载力简化计算公式,给出了钢纤维混凝土厚承台按空间桁架模设计计算的一般步骤,为《纤维混凝土结构技术规程》提供背景材料,也为工程技术人员设计计算提供参考。 另外,还对钢纤维混凝土五桩承台的受力机理进行研究。因为在实际工程中,由于设计的要求,有时需要在四桩承台的柱子下面布置一根桩,形成五桩承台,这种布桩方式在承台的有关设计规范中并没有具体的说明,设计人员在进行这种承台的设计时,往往没有可引用的理论依据,而是根据经验设计。本文在试验研究的基础上,借助有限元分析,重点研究承台中间桩受力特点以及它对承台的作用。研究得出如下结论:(1)对于较薄的五桩承台,中间桩和角桩的桩径相同时,中间桩所承担的荷载较大。(2)随着承台厚度的增加,中间桩和角桩的受力差别在减小,当承台厚度增加到一定时,两者所承担的荷载才可认为相当。(3)随着中间桩桩径的增大,两者应力差别在减小。最后探讨了钢纤维混凝土五桩承台在实际工程中的应用。 本文研究的是钢纤维混凝土承台,所获得的成果和结论同样适用于普通混凝土承台,它在工程设计中有着重要参考价值。