管桩水平承载力可靠度分析

论文摘要

管桩是应用比较广泛的桩基础形式之一,其优点众多然而问题也是存在的,其中以水平向承载力偏低的问题较为突出。现阶段研究管桩竖向承载力的文献居多,而分析水平向承载力及其影响因素的则相对较少。因此,在这方面的研究有其必要。为了能定量地研究各因素对管桩水平承载力的影响,本文采用了可靠度理论分析方法,建立了水平临界荷载内管桩的功能函数,通过推导管桩极限弯矩公式建立了水平临界荷载与极限荷载区间管桩的功能函数。用JC法分析了管桩外径、壁厚、预应力、混凝土强度、箍筋间距及配筋率等因素在抗剪模式及抗弯模式中对水平承载力可靠性指标的影响。分析结果表明：临界荷载内,外径和预应力是影响管桩水平承载力可靠性指标的主要因素。对应着可靠性指标存在一合理壁厚,小于此壁厚可靠性指标随壁厚减小而降低迅速,超出此壁厚可靠性指标随壁厚增加而增长缓慢；当荷载在临界荷载与极限荷载区间时,抗剪模式中可靠性指标主要受壁厚与预应力影响,抗弯模式中外径和配筋率则是影响管桩可靠性指标的主要因素,而预应力与壁厚对指标影响甚小。研究结果还表明,此荷载范围内抗弯模式下的可靠性指标要小于抗剪模式下,此时在设计中考虑弯矩是偏安全的。同时还计算了桩在不同荷载下时各因素的敏感系数,验证了上述的结论。在可靠性分析基础上本文提出一种管桩优化设计的思路。方法在考虑到结构安全概率的同时,还兼顾到工程的造价,最后通过一算例来说明方法的使用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 管桩水平承载性能及桩基可靠度的研究现状
• 1.3 管桩水平承载力可靠度的研究不足
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 可靠度理论
• 2.1 结构功能函数
• 2.2 可靠性指标
• 2.3 可靠性指标求解方法
• 2.4 本文采用的求解方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 单桩水平承载力可靠度分析
• 3.1 水平受荷桩的分类
• 3.2 临界荷载内管桩水平承载力可靠度分析
• 3.3 临界荷载与极限荷载区间管桩水平承载力可靠度分析
• 3.4 敏感系数校验
• 3.5 本章小结
• 第四章 可靠性分析在管桩优化设计中的应用
• 4.1 优化设计思路
• 4.2 算例
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 作者简介