配筋超高性能混凝土梁有限元计算与理论分析

摘要

为研究超高性能混凝土(UHPC)梁的抗弯性能,设计了10根UHPC梁进行有限元分析及抗弯承载力计算,分析了钢纤维含量及纵向受拉钢筋配筋率对UHPC梁的开裂荷载、极限承载力及延性性能的影响。结果表明,UHPC梁具有良好延性性能和受压变形能力,随着钢纤维含量的增加,UHPC梁延性性能有所增强,但提高截面配筋率会降低其延性性能;增大UHPC钢纤维含量对开裂荷载影响较大,但对极限承载力影响较小,当配筋率一定时,钢纤维体积含量从2.0%增加到3.0%时,开裂荷载分别提高了16.6%、12.9%、12.2%,而当钢纤维含量一定时,截面的配筋率从1.11%增加到2.83%时,能够显著提高UHPC梁抗弯承载力(提高84.0%)。在有限元分析结论的基础上建立了UHPC矩形梁正截面抗弯承载力计算公式,理论计算值与有限元计算值值吻合良好。同时,验证了文章所提出的UHPC梁抗弯承载力计算公式的适用性,按照文章提出的计算公式得到的计算结果与收集的试验数据的比值平均值为1.04,标准差为0.04,计算公式具有较高准确性,可为实际工程提供设计参考。