Nichtlineare p-y-Beziehung von Stahlbetonpfählen und stahlfaserverstärkten Stahlbetonpfählen in mitteldichtem Sand

• Published in: Die Bautechnik 2014-09, Vol.91 (9), p.609-621
• Main Authors: Akdag, Cihan Taylan, Özden, Gürkan, Stopper, Juliane
• Format: Article
• Language: ger
• Subjects: Belastungsgeschwindigkeit; Boden-Bauwerk-Interaktion; Bodenmechanik - Soil mechanics; faserverstärkt; Grundbau/Geotechnik - Geotechnical engineering; lateral; lateral load; lateral-axial; lateral-axial loading; loading rate; model piles; Modellpfahl; moment-curvature; Moment-Krümmungs-Beziehung; p-y curves; p-y-Kurve; soil-structure interaction; Stahlbeton; Stahlfaserbeton; steel fiber reinforced concrete
• ISSN: 0932-8351; 1437-0999
• DOI: 10.1002/bate.201200068

Das Primärziel der vorliegenden Studie besteht darin, den Einfluss des nichtlinearen Materialverhaltens von Gründungspfählen auf die Pfahl‐Boden‐Interaktion zu untersuchen. Dies ist ein Aspekt, der bisher nicht eingehend für Stahlbetonpfähle (RC) erforscht worden ist. Aus diesem Grund wurde ein umfassendes Versuchsprogramm mit RC‐ und stahlfaserverstärkten RC‐Modellpfählen geplant und durchgeführt. Basierend auf Vorkenntnissen zu stahlfaserverstärkten biegebewehrten Modellpfählen (WS‐SFRC) wurde der Stahlfasergehalt auf 1 % festgelegt. Vor den Versuchen zur Pfahl‐Boden‐Interaktion wurden Biegeversuche durchgeführt, um die Moment‐Krümmungs‐Beziehung ( M‐Φ ) der Modellpfähle zu erhalten. Die Wirkung der Pfahlbiegesteifigkeit ( EI ) auf die p ‐ y ‐Kurven wurde in der Analyse sorgfältig geprüft. Der Einfluss der Belastungsgeschwindigkeit sowie der Axiallast auf die Pfahl‐Boden‐Interaktion wurde ausgewertet. Es wurde erkannt, dass die Axiallast die Pfahl‐Boden‐Reaktion des RC‐Pfahles signifikant erhöht. Die Belastungsgeschwindigkeit beeinflusst die p ‐ y ‐Kurve des RC‐Pfahles erheblich, während sie geringere Auswirkungen auf die p ‐ y ‐Kurve des stahlfaserverstärkten RC‐Pfahles hat. Eine neue Methodik zur Verbesserung des etablierten Verfahrens zur p ‐ y ‐Kurvenermittlung wird präsentiert, welche die Parameter für die Pfahlflexibilität in die p ‐ y ‐Kurvenermittlung integriert. Nonlinear p‐y relationships of reinforced concrete and steel fiber added reinforced concrete piles in medium dense sand The primary goal of this study is to investigate the influence of nonlinear pile material behavior on soil‐pile interaction (SPI), an aspect of SPI which was not studied extensively for reinforced concrete (RC) piles. For this purpose a model pile test program was implemented, which involved testing of RC piles and RC with steel fiber piles. The steel fiber ratio by volume was decided as 1 % based on previous experience. Prior the model pile tests, bending tests were made on flexural elements to obtain the moment‐curvature relationship of piles. Therefore, the influence of pile bending stiffness was taken into consideration in the p‐y curve analyses. The effects of loading rate and axial load on soil‐pile interaction were evaluated. It is concluded that axial load significantly increases the soil‐pile stiffness of the RC pile. Rate of loading considerably alters the p‐y curve of RC pile whereas it slightly influences the p‐y curve of RC with steel fiber pile. A new meth