鋼筋計(jì)法樁身應(yīng)力觀測(豎向、水平)ppt課件.ppt

鋼筋計(jì)法樁身應(yīng)力觀測 原理及成果演示 河北雙誠建筑工程檢測有限公司 1 一 豎向應(yīng)力觀測原理 根據(jù)力的平衡關(guān)系 樁頂荷載與樁身任意截面的軸力的關(guān)系可表示為 式中 Tz 距離樁頂z深度時(shí)樁的軸力 kN Q 樁頂荷載 kN u 樁的截面周長 m fs 樁身側(cè)摩阻 kPa 2 將Tz對(duì)深度z求一階導(dǎo)數(shù)得到 移項(xiàng)變形后得到 此即樁身軸力和樁身摩阻的理論關(guān)系式 實(shí)測樁身各截面的軸力分布Tz后 通過微分運(yùn)算可得到樁身的摩阻分布 3 計(jì)算樁身軸力的過程主要有以下幾步 計(jì)算鋼筋應(yīng)力本次采用頻率式鋼筋計(jì) 實(shí)際觀測值為鋼弦的頻率 根據(jù)鋼筋計(jì)的出廠標(biāo)定結(jié)果可轉(zhuǎn)換成鋼筋力q 即 式中 0 i 分別為空在載和加載時(shí)鋼筋計(jì)的讀數(shù) Hz q 計(jì)算的鋼筋力 kN 鋼筋計(jì)標(biāo)定常數(shù) 4 軸力計(jì)算公式的標(biāo)定由于樁身彈性模量并非常量 需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定 首先按下式求取分級(jí)荷載作用下的彈性模量 式中 As 單根鋼筋橫截面積 m2 Es 鋼筋彈性摸量 kPa A 樁的橫截面積 m2 E 樁身截面等效彈性模量 kPa 其它符號(hào)意義同前 5 對(duì)彈性模量和鋼筋力擬合建立函數(shù)關(guān)系 為使擬合結(jié)果較接近實(shí)測值 采用多項(xiàng)式擬合 擬合多項(xiàng)式形式為 式中 a b c 為無量綱標(biāo)定常數(shù) 其它符號(hào)意義同前 根據(jù)實(shí)測鋼筋力和對(duì)應(yīng)的樁的彈性摸量計(jì)算軸力 公式如下 式中符號(hào)意義同前 6 樁身壓縮量的測試原理把樁簡化為線彈性變形體 則樁頂施加軸向荷載時(shí) 樁頂沉降量s可表示為 式中 Sb 樁底沉降量 mm S0 樁身彈性壓縮量 mm A 計(jì)算截面的面積 m2 E 計(jì)算截面的彈性模量 kPa Tz 計(jì)算截面的軸力 kN L 樁長 m 7 根據(jù)軸力觀測數(shù)據(jù)可計(jì)算樁身總的彈性壓縮量S0 而樁身任意截面的彈性壓縮量S0 i可根據(jù)下式計(jì)算 據(jù)此式可計(jì)算樁身彈性壓縮量分布曲線 式中積分的下角標(biāo)h為計(jì)算截面到樁底的距離 其它符號(hào)同前 樁底沉降量由樁頂沉降量和樁身總彈性壓縮量換算而得 即 Sb S S0 8 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 軸力分布曲線 返回 9 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 摩阻分布曲線 返回 10 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 分層摩阻分布曲線 返回 11 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 樁身壓縮量變化曲線 返回 12 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 樁身壓縮量用于判斷極限摩阻 返回 13 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 用樁身壓縮量分析樁端承載力發(fā)揮程度 14 樁身豎向應(yīng)力觀測成果示例 樁端阻力 側(cè)摩阻力發(fā)揮程度分析 15 鋼筋計(jì)法樁身水平應(yīng)力觀測和解釋原理示例 16 樁身水平應(yīng)力的觀測和解釋原理 樁身截面彎矩的計(jì)算通過試驗(yàn)可以測得各測試截面測點(diǎn)位置的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力 一般試驗(yàn)測點(diǎn)位置靠近水平力作用平面與樁橫截面邊緣的交點(diǎn) 因此實(shí)測應(yīng)力相當(dāng)于截面最大應(yīng)力 拉及壓應(yīng)力 混凝土未開裂時(shí)的截面彎矩按下式計(jì)算 式中M 測試截面的彎矩 kN m 拉 受拉側(cè)測試的應(yīng)力值 壓 受壓側(cè)測試的應(yīng)力值 d 受拉和受壓傳感器之間的間距 m Iz 觀測截面慣性矩m4 17 樁側(cè)土抗力的計(jì)算樁側(cè)土抗力與樁身截面彎矩的微分關(guān)系表示為下式 通過對(duì)彎矩分布的數(shù)學(xué)運(yùn)算可求得樁側(cè)土抗力分布 式中P 樁側(cè)土的水平抗力 kPa 其他符號(hào)同前 18 樁身撓度的計(jì)算根據(jù)截面彎矩和撓度的關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得到撓度分布曲線 彎矩和撓度的關(guān)系為 式中y 樁的水平位移 m z 深度 m M 截面的彎矩 kN m 19 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 水平力作用下樁身應(yīng)力分布 返回 20 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身彎矩分布 返回 21 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身撓度分布 返回 22 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身抗力分布 返回 23 樁身水平應(yīng)力觀測成果示例 樁身土抗力變化分析 返回 24 樁身水平應(yīng)力觀測還可以采用更加經(jīng)濟(jì)的撓度觀測法 采用撓度法可以有效避免樁身混凝土開裂校正 從而提高了資料的可靠性 但資料整理過程大體相同故不再贅述 25 大型試樁工程成功案例 京津城際高速鐵路綜合試樁京滬高速鐵路綜合試樁福建莆田L(fēng)NG電廠綜合試樁山西格瑞特電廠綜合試樁吉林通化二道江電廠綜合試樁石家莊外環(huán)路跨線橋綜合試樁內(nèi)蒙古多倫大唐煤化工綜合試樁 26 新技術(shù)應(yīng)用目前在豎向應(yīng)力成果中 樁身壓縮量計(jì)算應(yīng)用極大豐富了載荷試驗(yàn)成果 將傳統(tǒng)的應(yīng)力觀測方法應(yīng)用到極至 使鋼筋計(jì)的觀測成果兼有了測微計(jì)的功能 是一種經(jīng)濟(jì)高效的觀測手段 采用鋼筋計(jì)進(jìn)行水平應(yīng)力觀測的難點(diǎn)是難以準(zhǔn)確校正受拉面混凝土開裂 導(dǎo)致彎矩計(jì)算誤差 由此可引起相關(guān)參數(shù)的計(jì)算誤差 為此 借鑒基坑變形觀測的方法 采用樁身撓度觀測技術(shù)可以解決校正問題 實(shí)踐證明更適合樁的水平應(yīng)力觀測 27 樁身應(yīng)力觀測圖片 28 傳感器安裝 29 鋼筋籠焊接吊放 30 觀測與記錄 31 載荷