马文峰 闫凯 蔡浩

摘要：为探究火灾下超高性能混凝土（ultra high performance concrete， UHPC）梁斜截面承载性能的退化与损伤演化规律，采用Abaqus建立16个UHPC梁的热-力耦合分析模型，选择剪跨比、载荷水平、配箍率、箍筋配置方式、纵筋配筋率等作为考察参数，通过与试验结果对比验证模型的正确性。火灾下UHPC梁斜截面承载性能削减严重，其破坏延性优于普通混凝土梁。载荷水平和箍筋配置方式是影响UHPC梁耐火极限的主要因素：随着载荷水平增大，耐火极限降低;配置箍筋可以提高试验梁在火灾下的延性，但降低其耐火极限。

关键词：

斜截面; 损伤; 热-力耦合; 延性; 耐火极限

中图分类号：TU375.1;TP391.99

文献标志码：B

Bearing capacity of ultra high performance concrete beam under fire

MA Wenfeng1， YAN Kai1， CAI Hao2

（1. School of Civil Engineering， Shandong Jianzhu University， Jinan 250101， China;

2. Government of Dajinkou Township， Taian 271000， Shandong， China）

Abstract：

To explore the degradation and damage evolution of the bearing capacity of ultra high performance concrete（UHPC） beams under fire， the thermal-mechanical coupling analysis models of 16 UHPC beams are built by Abaqus. The shear-span ratio， load level， stirrup ratio， stirrup configuration and longitudinal reinforcement ratio are selected as the inspecting parameters. The validity of the models is verified comparing with the experimental results. The bearing capacity of the inclined section of the UHPC beam is seriously reduced under fire， and its failure ductility is better than that of ordinary concrete beams. The load level and the stirrup configuration are the main factors affecting the extreme limit of fire resistance of the UHPC beams： with the increase of the load level， the extreme limit of fire resistance decreases; stirrups can improve the ductility of the test beam under fire， but the extreme limit of fire resistance decreases.

Key words：

inclined section; damage; thermal-mechanical coupling; ductility; extreme limit of fire resistance

0 引 言

超高性能混凝土（ultra high performance concrete， UHPC）具有超高強度、低渗透性和高耐久性，是近年来研究的热点材料。遭受火灾高温时，UHPC结构内部温度升高，各材料性能退化严重，极易发生爆裂，严重影响其承载性能。斜截面破坏是混凝土结构倒塌的主要原因之一，因此研究UHPC梁的斜截面破坏机理具有重要的工程应用价值。

ZHENG等[1]研究温度、聚丙烯纤维含量、钢纤维含量、保温时间、试样尺寸和爆炸剥落对活性粉末混凝土（reactive powder concrete， RPC）高温力学性能的影响，结果认为添加2%钢纤维和0.2%聚丙烯纤维可以防止爆炸剥落，显著提高RPC的抗压和抗拉强度。聚丙烯纤维和钢纤维含量对混凝土破坏方式、爆炸剥落、抗压强度和抗拉强度均有重要影响。当温度为100 ℃时，RPC立方体的抗压强度降低;当温度升高至200～500 ℃，RPC立方体的抗拉强度降低。YAN等[2] 研究不同温度下钢……