刘梦莹,徐 岳

(1.临沂大学 土木工程与建筑学院,山东 临沂 276000; 2.长安大学 公路学院,陕西 西安 710064)

超高性能钢纤维混凝土腹板的抗弯性能研究

刘梦莹1,2,徐 岳2

(1.临沂大学 土木工程与建筑学院,山东 临沂 276000; 2.长安大学 公路学院,陕西 西安 710064)

为了探究超高性能钢纤维混凝土(ultra-high performance fibre reinforced concrete,UHPFRC)材料在大型结构中的材料特性,更好地了解和预测新型结构性能,文章以大尺寸U型UHPFRC梁的异形腹板为研究对象,以弹塑性力学为理论基础,运用ANSYS有限元软件建立数值计算模型,同时进行试验研究,对比分析开始加载至结构破坏过程中的计算及试验结果。研究表明,UHPFRC具有良好的抗弯性能,钢纤维的掺入以及UHPFRC与钢筋的相互作用可以有效约束裂缝发展,显著提高构件的抗弯承载力、整体刚度和极限变形能力。文中给出了UHPFRC在数值模拟中的本构关系模型以及裂缝宽度计算公式,同时提出了大尺寸并用于特殊部位的UHPFRC构件极限抗弯承载能力的数值模拟及分析方法,为以后实际工程应用提供参考。

极限承载力;超高性能钢纤维混凝土(UHPFRC);数值模拟;试验研究;抗弯性能

超高性能钢纤维混凝土(ultra-high performance fibre reinforced concrete,UHPFRC)是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料,其水胶比小于0.25,含有较高比例的微细钢纤维(钢纤维体积率通常为2%～3%),具有韧性高、抗拉压强度高及耐久性能好等优异性能[1-3]。目前,UHPFRC已成为土木工程领域极具应用前景的新型建筑材料,使用UHPFRC可以制作出更轻薄的截面和更大跨径的桥梁,设计外形优雅美观的结构,还能做成异形结构。……