带钢短柱UHPC夹芯板抗弯性能试验研究与有限元分析

李 卫, 晏班夫, 邵旭东, 余加勇

(1.湖南大学 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室， 湖南 长沙 410082; 2.中交公路规划设计院有限公司， 北京 100088)

UHPC(超高性能混凝土)夹芯板是一种以水泥、细砂、硅灰、高效减水剂、钢(耐碱玻璃纤维)等为主要原料的新型夹芯板结构，具有结构质量轻、传热能力差、耐久性优势明显等诸多优点。UHPC由于其特殊的原料具有以下力学性能优势：超高强度、超低吸水率、超强耐久性和耐侵蚀性能[1-2]。目前，UHPC多用于公路桥梁，海洋工程、建筑工程、结构加固维修等。

针对普通混凝土夹芯板抗弯性能方面的研究较多。例如，李砚波[3]等对普通混凝土夹芯板进行了抗弯试验研究，并对相关规范中的受弯构件计算公式进行了补充。俞剑勇[4]等建立了CS板的非线性有限元计算模型，分析了CS板结构几何条件的变化对CS板力学性能的影响。而就目前来说，对于UHPC夹芯板抗弯性能的研究还很少。因此对UHPC夹芯板进行研究以获得其力学性能就显得尤为重要。

本文设计并制作了2片UHPC夹芯板，并同时结合静力试验与有限元分析2种方法对其力学性能进行了研究。研究中验证了不同夹芯板的极限承载力及破坏模式，在验证有限元模型准确可信的前提下，对模型进行了参数分析，掌握了底板主筋配筋率、顶底板厚度、板高度以及短柱尺寸对UHPC夹芯板抗弯性能的影响规律。

1 模型试验

1.1 试验板设计

试验共制作了2块夹芯板，顶底板的厚度均为5 cm，宽度40 cm，夹芯板总的高度为25 cm，夹芯板层的厚度为15 cm。……