UHPC梁受剪性能试验与抗剪承载力计算方法

来源：中国血液净化杂志2020年第7期北京时间：

作者：戚家南, 王景全, 周凯, 刘建忠, 李文超

单位：1. 东南大学 混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室, 江苏 南京 211189;2. 东南大学 国家预应力工程技术研究中心, 江苏 南京 211189;3. 江苏省建筑科学研究院有限公司, 江苏 南京 210008"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51908122, 51438003)

摘要：为研究超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC）薄腹梁受剪性能和抗剪承载力计算方法，设计制作11片模型梁开展荷载试验，试验参数包括纤维率、纤维种类、配箍率、剪跨比和混凝土强度。分析了试验梁破坏形态、裂缝开展过程和主要因素对梁体受力响应影响规律。试验结果表明：UHPC梁的受力过程分为弯曲开裂前弹性阶段、"桥联作用"失效前和"桥联作用"失效后3个阶段。UHPC梁剪切破坏具备一定延性且有明显征兆，为半延性-半脆性破坏。由于纤维"桥联作用"，UHPC梁剪切开裂后呈多条剪切裂缝同时开展现象，破坏过程伴随着纤维持续从基体里拔出的"滋滋声"。此外，配置适量箍筋可使梁体破坏模式从脆性剪切破坏向更具延性的弯曲破坏转变。基于Rankine破坏准则，推导出剪压区混凝土简化强度准则；考虑T形截面翼缘的影响，提出腹板抗剪有效宽度计算方法；通过极限平衡法，得到考虑翼缘影响的混凝土抗剪贡献计算式。基于分项叠加思想，建立考虑混凝土、箍筋和纤维抗剪贡献的UHPC梁抗剪承载力理论计算式。该公式形式简单，物理意义明确，可以考虑纤维率、剪跨比和梁体尺寸等影响因素。用试验结果对提出的计算式进行验证，得到抗剪承载力理论计算值和试验值比值均值为0.94，标准差为0.17，计算结果表明提出的计算式可以较好地预测UHPC梁的抗剪承载力。

关键词：桥梁工程,超高性能混凝土梁,极限平衡法,抗剪承载力,有效腹板宽度,破坏准则

基金资助：国家自然科学基金项目（51908122，51438003）