配筋UHPC梁抗裂性能受弯试验研究

摘要

为深入探究钢纤维掺量与配筋率对超高性能混凝土（UHPC）梁抗裂性能的协同增强机制，设计制作了12根UHPC简支梁试件，系统开展三点弯曲加载试验。试验参数包括钢纤维掺量（1.5%,2.0%）和纵筋配筋率（2.2%～6.0%），重点观测开裂荷载、挠度发展、裂缝扩展规律及破坏模式等关键指标。试验结果表明：增大配筋率能够显著提升开裂荷载，最大提升幅度达61.2%；增加钢纤维掺量能显著改善梁的裂后延性和裂缝控制能力，使荷载—挠度曲线下降段更为平缓，裂缝分布更加均匀细密。钢纤维与纵向钢筋的协同增强效应存在最优匹配区间：当钢纤维掺量为2.0%且配筋率控制在4.6%～6.0%范围内时，梁体抗裂性能与材料经济性达到最佳平衡点，继续增加材料用量的边际效益递减明显。基于试验数据拟合建立的开裂荷载预测模型，能较好地反映纤维-钢筋双重增强的复合效应，为工程设计提供量化依据。研究成果为配筋UHPC梁的抗裂设计优化提供了试验数据支撑和理论参考。

关键词

超高性能混凝土 / 抗裂性能 / 钢纤维掺量 / 配筋率 / 三点弯曲试验

基金资助

连云港市重点研发计划项目（CG2402）; 江苏省建设系统科技项目（2024ZD019）