R-UHPC梁抗弯性能分析

廖宇芳　施培华

摘要：文章通过建立有限元模型，研究了R-UHPC梁的抗弯性能，对比了R-UHPC梁与RC梁的破坏模式、荷载-挠度曲线与荷载-受拉钢筋应变曲线，并分析了钢纤维掺量对R-UHPC梁抗弯性能的影响。

关键词：R-UHPC梁;RC梁;抗弯性能;钢纤维掺量

中国分类号：U441+.4文章标识码：A150555

0 引言

由于原材料简单、成本低、可塑性强，普通混凝土已经广泛应用于工程结构中[1]。但随着社会发展与材料来源减少，混凝土结构已逐渐向轻质化、高性能化、密实化发展。超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，UHPC）是一种新型水泥基复合材料，最初由Richard和Cheyrezy研发所得[2]。其主要是通过去除粗骨料、优化集配以提高材料的密实度，通过掺加矿物掺合料，例如硅灰、粉煤灰等来降低材料孔隙率，从而获得高抗压强度。此外，还可以通过添加钢纤维等来提高其抗拉强度和韧性[3-5]。

目前国内外学者已对UHPC增强增韧机理进行了研究。刘超等[6]分析了T形配筋应变强化UHPC梁在受力时UHPC与钢筋的协同工作性，并认为UHPC提供的抗拉强度为结构受力提供了重要抗力。杨志慧等[7]对不同钢纤维掺量的RPC材料的抗拉性能进行研究，研究表明RPC材料的劈裂抗拉强度可达23.30 MPa，远大于普通混凝土抗拉强度。黄政宇等[8]对UHPC材料开裂后的性能进行分析，研究表明，由于钢纤维的掺加，UHPC材料在开裂后仍可以提供拉应力。为研究R-UHPC梁的抗弯性能，本文通过建立有限元模型，首先对R-UHPC梁与C40普通混凝土梁的抗弯性能进行比较，并进一步分析UHPC中钢纤维掺量对R-UHPC梁抗弯性能的影响。

1 有限元模型的建立