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(哈爾濱工程大學(xué)航天與建筑工程學(xué)院， 哈爾濱 150001)

摘要: 以高強(qiáng)度纖維混凝土(HSFRC)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土有望大大提高結(jié)構(gòu)自身的跨度，提高梁的延性及耗能能力。 新型材料 HSFRC 的本構(gòu)關(guān)系是目前的研究熱點(diǎn)，但針對(duì)大跨足尺的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力 HSFRC 梁受彎試驗(yàn)研究仍不夠充分。 針對(duì)上述問題，以梁長為 21m 的工形截面大跨足尺無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力 HSFRC 梁受彎試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提出了當(dāng)鋼纖維體積摻量為 2%時(shí)適用于 HSFRC 梁的材料受拉本構(gòu)模型，并將其應(yīng)用于有限元模擬。 有限元結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較表明:本文提出的 HSFRC 受拉本構(gòu)模型可以反映出 HSFRC 材料對(duì)梁受彎性能的改善作用，且形式簡單；使用局部坐標(biāo)系的 Coupling 約束可以合理地反映曲線型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的相互作用；本模型及其建模方法適用于大跨無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力 HSFRC 梁受彎性能的分析，在一定程度上可以代替試驗(yàn)，能夠較準(zhǔn)確地反映試驗(yàn)梁受彎變形的規(guī)律。

關(guān)鍵詞: 高強(qiáng)度纖維混凝土； 本構(gòu)模型； 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力； 應(yīng)力增量； 受彎試驗(yàn)； 有限元模擬

中圖分類號(hào):TU378. 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1002￣848X(2022)06￣0069￣07

DOI:10. 19701 / j.jzjg.20200728

Experimental study and numerical analysis of flexural performance of large￣spanunbonded prestressed HSFRC beam

GUO Qingyong， JIA Chaohui， XU Haifeng

(College of Aerospace and Architectural Engineering， Harbin Engineering University， Harbin 150001， China)

Abstract: High strength fiber reinforced concrete (HSFRC)， which is used to replace the traditional concrete， is expectedto greatly increase the structure’ s own span and increase the ductility and energy dissipation capacity of the beam. Theconstitutive relationship of the new material HSFRC is the current research hotspot，but the bending test data of the large￣span full￣scale unbonded prestressed HSFRC beam is still insufficient. In view of the above problems， based on the bendingtest data of the large￣span full￣scale unbonded prestressed HSFRC beam with a beam length of 21m in an I￣section. Thetensile constitutive model was suitable for HSFRC beams when the volume content of steel fiber is 2%， which is applied tothe finite element simulation. The comparison between the finite element results and the test results shows that the HSFRCtensile constitutive model proposed in this thesis can demonstrate HSFRC materials improvement effect on the bendingperformance of beams， and the form is simple. Coupling constraint， where local coordinate system is used， can reasonablyshow the interaction between uncured prestressed tendons and concrete； this model and its modeling method are suitable forthe analysis of the bending performance of large￣span unbonded prestressed HSFRC beams. It can replace the test to acertain extent， and can more accurately reveal the law of the bending deformation of the test beam.

Keywords:high strength fiber reinforced concrete； constitutive model； unbonded prestressed； stress increment； bendingtest； finite element simulation

第一作者:郭慶勇，博士，講師，碩士生導(dǎo)師，主要從事新型復(fù)合材料與超高性能混凝土材料及其結(jié)構(gòu)性能等方面的研究，Email: guoqingyong@ hrbeu.edu.cn。

[引用本文] 郭慶勇，賈朝輝，徐海峰. 大跨無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度纖維混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究及數(shù)值分析[ J].建筑結(jié)構(gòu)， 2022， 52(6):69￣75. GUO Qingyong， JIA Chaohui， XU Haifeng. Experimental study and numerical analysis offlexural performance of large￣span unbonded prestressed HSFRC beam [J]. Building Structure， 2022， 52(6):69￣75.