配筋UHPC矩形梁抗扭承载性能试验与计算方法

来源：中国血液净化杂志2021年第8期北京时间：

作者：李传习, 周佳乐, 柯璐, 方昌乐, 施宇, 潘仁胜

单位：1. 长沙理工大学 桥梁工程安全控制教育部重点实验室, 湖南 长沙 410114;2. 长沙理工大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410114;3. 广西大学 土木建筑工程学院, 广西 南宁 530004"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51778069, 51708047, 51808055); National Science Foundation of Hunan Province (2019JJ50670); Hunan Provincial Innovation Foundation for Postgraduate (CX20190656)

摘要：针对配筋超高性能混凝土（UHPC）构件的抗扭性能研究严重不足的状况，进行10个不同配筋率UHPC矩形梁的纯扭试验。研究参数主要包括钢纤维掺量、纵筋配筋率和箍筋配筋率。观察或测试试件的扭转破坏过程及形态，获得裂缝开展及分布情况、失效模式、扭矩-扭率曲线、扭矩-UHPC应变曲线、扭矩-钢筋应变曲线、开裂扭矩及极限扭矩等数据，分析不同参数对其扭转性能的影响规律及其主要机理。研究结果表明：扭矩不大于无筋UHPC试件极限扭矩时，配筋构件抗扭刚度小于无筋构件；配筋及无筋试件的纯扭破坏均表现为多条主裂缝贯通，且裂缝呈空间螺旋状分布；无配筋试件形成少量斜裂缝，极限扭率较小，破坏过程迅速；配筋试件形成细且密的斜裂缝、极限扭率较大、延性更好；根据实测的极限扭矩扭率增幅情况，以及纵、箍筋屈服情况，受扭的UHPC配筋试件可分为少筋Ⅰ类构件（含无筋构件）、少筋Ⅱ类构件、适筋构件、部分超筋构件、超筋构件；钢纤维改善了UHPC抗拉特征，使得主裂缝开裂角度（裂缝与试件轴线的夹角）增加；钢纤维掺量由2.5%增加到3.5%，试件开裂扭矩和极限扭矩分别提高了23.2%和20.9%。在试验的基础上，根据扭转试件即将开裂时实测的拉压应力状态以及二维应力状态下的强度准则，得到UHPC构件开裂扭矩系数值；最后，根据试验结果得到了UHPC极限扭矩计算公式的截面抗扭系数。

关键词：桥梁工程,纯扭性能,试验研究,配筋超高性能混凝土矩形梁,开裂扭矩,极限扭矩

基金资助：国家自然科学基金项目（51778069，51708047，51808055）；湖南省自然科学基金项目（2019JJ50670）；湖南省创新基金项目（CX20190656）