超高韧性水泥基复合材料增强普通混凝土复合梁弯曲性能.pdf

第43卷第7期土木工程学报Vol.43No.7

2010年7月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALJul.2010

超高韧性水泥基复合材料增强普通混凝土
复合梁弯曲性能的理论分析
张秀芳1徐世烺2李贺东1

(1.大连理工大学,大连116024;2.浙江大学,杭州310058)

摘要:假定不考虑普通混凝土起裂后粘聚软化对承载力的贡献,理论研究了超高韧性水泥基复合材料UHTCC增强
普通混凝土复合梁的弯曲性能。使用三组UHTCC/混凝土复合梁四点弯曲试验数据验证了理论公式,并对UHTCC
增强层厚度、混凝土抗压强度以及UHTCC的拉应力应变控制参数对复合梁弯曲承载力和最小UHTCC层厚度的影
响进行了分析。结果表明,最小UHTCC层厚度与梁高的比值不随梁高的增加而变化,在复合梁几何尺寸及UHTCC
性能保持不变的情况下,随着混凝土抗压强度的增加,UHTCC层的最小厚度增加,且发生受压破坏的复合梁的极限
承载力亦增加;在复合梁几何尺寸及混凝土强度相同条件下,UHTCC材料开裂后的刚度和强度对UHTCC层最小
厚度影响比较显著,应变能力对承载力2梁底拉应变曲线没有影响,复合梁的承载力随着开裂强度和极限强度的增
加而增大。
关键词:超高韧性水泥基复合材料(UHTCC);混凝土;复合梁;弯曲性能;UHTCC层最小厚度
中图分类号:TU375文献标识码:A
文章编号:10002131X(2010)0720051212
Theoreticalanalysisofflexuralperformanceofplainconcretecomposite
beamsstrengthenedwithultrahightoughnesscementitiouscomposite

ZhangXiufang1XuShilang2LiHedong1
(1.DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;2.ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China)

Abstract:AtheoreticalinvestigationontheflexuralperformanceofUHTCC/concretecompositebeamsispresented.The
contributionofthetensionsofteningcohesiveforceatthecrackofconcretetotheload2carryingcapacityofthecomposite
beamswasnottakenintoaccount.Four2pointbendingexperimentalresultsofthreesetsofUHTCC/Concretecomposite
beamswereemployedtovalidatethetheoreticalanalysis.Aparametricstudywascarriedout,includingparameterssuch
astheUHTCClayerthickness,thecompressivestrengthofconcreteaswellasthetensioncontrolparametersofUHTCC,
togetaclearunderstandingofthedegreeoftheinfluenceofvariousparametersontheflexuralperformanceandthe
minimumUHTCClayerthicknessofthecompositebeams.Theresultsrevealedthat(1)thedepthsofcompositebeams
didnotinfluencetheratiooftheminimumthicknessofUHTCClayertodepth;(2)whenbeamsizeandUHTCCare
identical,theminimumthicknessofUHTCCandtheultimateflexuralcapacityofthebeamsincompressionfailuremode
increasedasthecompressivestrengthofconcreteincreased;and(3)whenthesizeandtheconcreteareidentical,the
stiffnessaftercrackingandthetensilestrengthofUHTCCmoresignificantlyaffectedtheminimumdepthofUHTCC
layer.Thecurves