弯剪扭荷载下配筋UHPC矩形梁的扭转性能与承载力计算

来源：中国血液净化杂志2023年第9期北京时间：

作者：柯璐, 于硕, 李传习, 周佳乐, 裴必达, 朱星畅

单位：1. 广西大学 土木建筑工程学院, 广西 南宁 530004;2. 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;3. 长沙理工大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410114;4. 东莞理工学院 生态环境与建筑工程学院, 广东 东莞 523830"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52078059, 52208307); Natural Science Foundation of Hunan Province (2021JJ40593); Open Fund Project in Bridge Engineering of Changsha University of Science and Technology (19KB08)

摘要：配筋超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete, UHPC)梁在弯剪扭组合荷载作用(复合受扭)下的抗扭性能研究较为匮乏。为此,开展了8根配筋UHPC矩形梁的复合受扭试验,获得了各试件损伤破坏模式、扭矩-扭率曲线、扭矩-应变曲线及扭矩-裂缝宽度曲线,分析了配筋UHPC矩形梁复合受扭破坏机理,探讨了扭剪比、纵向配筋率对抗扭承载性能和延性的影响。试验结果表明:试件破坏形态为纯扭破坏和非纯扭(扭转、剪扭、弯扭)破坏;相比于纯扭试件,非纯扭试件表面未形成空间螺旋形裂缝,同时其正立面裂缝比背立面数量更多且更宽,非纯扭试件开裂扭矩降低46%~73%,抗扭承载力降低1%~38%,扭转延性系数提高38%~169%。随扭剪比从1增加到3,非纯扭试件抗扭承载力提高1%~21%,扭转延性系数提高24%~88%;随着纵向配筋率从0.78%增加到4.90%,试件抗扭承载力提高12%~27%,非纯扭试件扭转延性系数提高35%~88%,但纯扭试件扭转延性系数下降了31%。配筋UHPC复合受扭梁弯扭相关性符合"三折线"模型,基于弯扭"三折线"模型提出的复合受扭梁抗扭承载力公式计算值与试验值吻合良好,且对弯扭试件(含纯扭、扭转和弯扭破坏梁)具有更好的适用性。配筋UHPC复合受扭梁剪扭相关性符合"三折线"模型,将UHPC材料性能参数代入剪扭"三折线"模型中,基于修正的剪扭"三折线"模型提出的复合受扭梁抗扭承载力公式计算值与试验值吻合良好,且对剪扭试件(含纯扭、扭转和剪扭破坏梁)具有更好的适用性。

关键词：桥梁工程,复合受扭,试验研究,超高性能混凝土,弯剪扭相关性,抗扭承载力

基金资助：国家自然科学基金项目(52078059,52208307)；湖南省自然科学基金项目(2021JJ40593)；长沙理工大学桥梁工程领域开放基金项目(19KB08)