關(guān)鍵詞

預(yù)應(yīng)力管樁；PRC；PHC；ABAQUS；滯回模擬；試驗復(fù)現(xiàn)

模擬背景

• 在預(yù)制管樁中施加預(yù)應(yīng)力可增大構(gòu)件剛度，提高抗裂性能，但預(yù)應(yīng)力構(gòu)件存在脆性破壞、延性相對較低的問題。
• 通過對預(yù)應(yīng)力管樁（PHC）配置合適的非預(yù)應(yīng)力鋼筋形成PRC管樁可延緩預(yù)制管樁的破壞脆性，增大其延性。
• 在地震作用下管樁易受到地下土液化導(dǎo)致的層間變形，由此管樁隨土側(cè)移而破壞的情況也值得注意。

復(fù)現(xiàn)內(nèi)容

本案例對東南大學(xué)某篇碩士學(xué)位論文中的PRC預(yù)應(yīng)力管樁滯回試驗進行了有限元模擬。管樁兩端采用弧形卡口約束，并通過壓梁與錨桿裝置錨固于地面。加載方式為中部三點加載，通過作動器施加往復(fù)荷載并測量跨中撓度形成滯回曲線。

試驗復(fù)現(xiàn)特點

本案例中的PRC滯回模擬有以下幾個特點：

1、試件參考《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁圖集》設(shè)計，在高強度混凝土內(nèi)部交叉配置了適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋。

2、采用特定的弧形卡頭加載裝置形成試驗的跨中三點加載。

3、試件表現(xiàn)出預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)特有的自恢復(fù)特性，滯回曲線相對捏縮，殘余力低。

曲線對比

模擬的滯回曲線、骨架曲線均與試驗曲線吻合。其中滯回曲線捏縮情況也與試驗結(jié)果相同，具有一定的預(yù)應(yīng)力自恢復(fù)特性，殘余力小。

破壞形態(tài)對比

有限元模擬的破壞形態(tài)與試驗吻合，PRC管樁在加載端與支座附近開裂，同時由于預(yù)應(yīng)力的存在裂縫擴展程度相對不明顯。

結(jié)語

PHC和PRC為工程中常用的預(yù)制管樁，其抗震性能相對比較關(guān)注。本案例為保姆級教程，從建模開始錄制，包含部件、分析步、相互作用、后處理等步驟，適合新手學(xué)習(xí)。由于傳統(tǒng)鋼筋混凝土樁在工程中易被腐蝕且維修成本較高，后續(xù)讀者可根據(jù)課題需要開展配置FRP筋或粘貼FRP布等特殊構(gòu)造的分析，改善管樁的耐久性、優(yōu)化其力學(xué)性能。

注意：購買后可向作者聯(lián)系獲得后續(xù)調(diào)試內(nèi)容及附件。