摘要：为研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)加固受损试件的力学性能,共设计10根UHPC加固受损钢筋混凝土梁,通过四点弯曲性能试验,研究UHPC加固钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁受弯的裂缝开展情况、破坏形态、承载能力和位移,分析了不同加固厚度、不同加固方式对UHPC加固受损RC梁的受弯性能影响。研究结果表明:UHPC加固受损RC梁的承载能力有极大的提升,峰值荷载最高提升194%;发生破坏时的裂缝较原梁数目多且发展较完全;延性较原梁有很大的提升,其中加固梁相较于原梁的位移延性系数增大了49.77%~178.31%;提出了UHPC加固混凝土梁峰值荷载计算方法及基本假定,将试验参数代入公式,结果与试验值较为吻合,表明所提出的计算公式可以有效地预测此类加固梁的峰值荷载。

摘要：为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵彻与爆炸联合作用后弹靶的损伤破坏数据;然后,建立了UHPC靶体抗弹体侵彻与爆炸作用的有限元模型,通过对上述试验和已有的有限厚UHPC板埋置装药爆炸试验进行数值仿真分析,验证了有限元模型和分析方法的可靠性;最后,对比了SDB、WDU-43/B和BLU-109/B等3种典型原型战斗部侵彻与爆炸联合作用下,UHPC遮弹层和普通混凝土遮弹层的临界贯彻和震塌厚度。结果表明:3种战斗部侵彻爆炸联合作用下,遮弹层的临界贯穿厚度和震塌厚度范围分别为1.30~2.60 m和1.70~5.00 m,相应的临界贯穿系数和震塌系数范围分别为1.81~2.17和2.46~4.17;与普通混凝土遮弹层对比,3种战斗部侵彻爆炸联合作用下UHPC遮弹层的开坑直径减小了34.4%~42.4%,临界贯穿和震塌厚度分别减小了7.1%~31.6%和39.7%~52.8%。研究结果可为UHPC遮弹层的抗力评估和设计提供参考。

摘要：在可持续发展型社会需求的背景下,新型建筑材料的发展对建筑设计至关重要。目前传统混凝土材料在建筑应用方面存在诸多问题,而超高性能混凝土(UHPC)凭借轻质高强、绿色耐久、强韧易塑、易于维护等特性,展示了在建筑领域的显著优势,其研发和应用能有效应对建筑设计上的一些难题。本文通过将UHPC与普通混凝土进行对比,概述其在建筑领域中的各种优势;结合案例,梳理了UHPC在建筑设计中不同的应用部位及方式,以展示新材料特性对建筑设计发展的重要影响;在未来发展趋势上,探讨了UHPC与智能技术以及新结构结合的做法,展现了UHPC在建筑设计中更广泛的应用前景。

摘要：实际工程结构中,同时承受轴向拉力和弯矩作用的拉弯复合受力构件普遍存在。为明确拉弯复合作用下超高性能混凝土(UHPC)的抗疲劳性能,通过专门设计的三铰桁架拉压转换加载装置,对工程中常用的2%钢纤维体积掺量UHPC在不同偏心率下的疲劳性能进行了试验研究。结果表明:发生疲劳破坏的UHPC试件,其受拉边缘的应变和裂缝宽度均呈现较快发展、稳定发展和快速发展并破坏的3阶段发展规律。随着偏心率的增大,截面的应变梯度相应增大,使得试件受拉区相邻层间的应力重分布效应相应加强,进而导致UHPC的疲劳强度相应提高。相较于偏心率为0时的轴拉疲劳强度,偏心率为0.1、0.4时的拉弯疲劳强度和∞时的抗折疲劳强度则分别提高了11%、46%和105%。提出了考虑偏心率e/h影响的UHPC拉弯疲劳方程,可用其对不同偏心率和不同应力水平下2%钢纤维体积掺量UHPC的疲劳寿命进行较好预测。

摘要：超高性能混凝土(UHPC)作为1种新型混凝土材料,具有超高抗压和抗拉强度、超高韧性、超强耐久性等突出优点。文章首先将9组和6组不同配合比的UHPC试块分别进行蒸汽养护与常规养护,并测试了其基本力学性能,将蒸汽养护试验7与标准养护试验4的配合比作为项目目标配合比,并基于此分别测试了其收缩性能、徐变及拉伸性能。采用MTS对60mm板厚的桥面铺装板在正负弯矩作用下的刚度及承载能力进行了试验研究。试验结果表明:循环加载500万次后,钢-混凝土组合构件混凝土上未见裂纹,钢板和混凝土没有脱空现象。

摘要：超高性能混凝土(UHPC)具有抗压强度高、弹性模量高、耐久性高且韧性好诸多优点。将UHPC与预应力筋结合制成的预应力UHPC梁拥有更好的受力性能,可以更充分发挥UHPC的抗压强度和预应力筋的屈服强度。通过对文献中的预应力UHPC试验梁进行有限元模拟和理论分析,研究了预应力UHPC梁的屈服荷载、极限承载力和荷载-挠度曲线等抗弯性能。研究结果表明:建立的有限元模型和编制的理论分析程序均能准确地模拟预应力UHPC梁的抗弯性能,均与试验结果吻合较好;预应力UHPC梁的破坏过程可以分为弹性阶段、裂缝开裂阶段、屈服强化阶段和持荷破坏阶段,阶段转折点对应UHPC开裂、受拉纵筋屈服和预应力筋屈服。最后,选取预应力混凝土梁独有的预应力筋配筋率和预应力筋张拉应力这两个参数进行研究。研究结果表明:增大预应力筋配筋率会显著增大屈服荷载和极限承载力,减小位移延性系数;提高预应力筋张拉应力可以显著提高梁的屈服荷载,几乎不能提高梁的极限承载力,对延性的影响不明显。

摘要：超高性能混凝土(UHPC)是指抗压强度大于150MPa的水泥基材料,具有高延性及耐久性强的特点,其通过优化颗粒堆积和钢纤维增韧制备,进而提高力学性能。但与普通混凝土相比,UHPC自收缩率高、成本高、弹性模量低等问题限制了其广泛的适用性。本文通过超高性能混凝土制备的设计原理和混合料设计方法,利用修正的Andreasen-Andersen(MAA)颗粒堆积模型设计制备超高性能混凝土(UHPC),研究不同掺量下的钢纤维对UHPC工作性能和力学性能的影响,结果表明,钢纤维掺量为2%时,可以显著增强UHPC的弯曲强度、抗压强度和抗折强度。

摘要：针对修正的Andreasen-Andersen模型(MAA模型)在应用于超高性能混凝土(UHPC)配合比设计中的不足,提出了一个基于物理化学的协同优化方法.首先,通过试验探索了MAA模型的关键参数、颗粒分布模量(q)和最大骨料粒径(D_(max))对UHPC性能的影响,得到了最优的D_(max)以及q值;然后,根据水泥水化程度的发展,基于一种水泥水化球壳模型建立了新的水泥水化等效粒径并得到了优化配比,完善了MAA模型在UHPC设计中的应用.

摘要：为研究将超高性能混凝土(UHPC)应用于铁路组合梁结构的适用性,以温福铁路白马河特大桥为背景,对64 m跨径的双线铁路简支梁结构开展UHPC组合截面设计研究。提出底板及腹板采用UHPC材料、顶板采用普通混凝土材料的组合箱形断面形式,通过有限元软件建立双层空间梁单元模型对UHPC组合梁进行计算分析;提出普通混凝土桥面板先预制并养护后再与UHPC腹板、底板结合成一体的UHPC组合梁施工方案,并对组合梁的收缩徐变效应进行计算分析。结果表明:同跨径的UHPC组合简支梁相比于普通混凝土梁可减少约30%的自重,可有效减少桥梁下部结构的工程量及运架梁的费用;所提出的UHPC组合梁施工方案可有效改善组合截面交界面的收缩徐变应力。

摘要：超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)华夫板具有质量轻、刚度大、承载能力高等优点,在大跨度桥梁桥面板和建筑楼屋盖等工程中有良好的应用前景。通过4块UHPC华夫板1∶2缩尺模型的静力加载试验,研究了四点和四边支承边界条件、不同横肋间距下UHPC华夫板的抗裂性能、刚度、承载能力和受力机制。采用ABAQUS建立精细有限元模型,进一步研究了纵横肋受拉钢筋配筋率、纵横肋分布、顶板厚度、肋高等设计参数对UHPC华夫板受力性能的影响规律,并给出优化设计建议。结果表明:在四点加载阶段,设计轮载作用下华夫板基本不开裂;在跨中单点加载阶段,四点支承的UHPC华夫板发生弯曲破坏,且以纵向受力为主,四边支承的华夫板发生冲切破坏,刚度和承载力较四点支承华夫板的明显提高;适当增加横肋间距,减少横肋数量,能够使UHPC华夫板双向受力状态更加明显,材料利用率更高;纵横肋底部受拉钢筋直径和顶板厚度是影响UHPC华夫板刚度和承载力的主要因素。基于研究结果,对于跨度5~6 m的UHPC华夫板,建议采用3条纵肋与3~5条横肋的组合形式,且顶板厚度不超过100 mm。