最近的一项研究发表在工程推出了一种新颖的面向分析的应力应变模型，有望改善工程师对纤维增强聚合物 (FRP) 约束的超高性能混凝土 (UHPC) 的理解和设计方式。这项具体研究的进展由 S.S. 张，J.J. 领导。王关林，X.F.Nie 提供了对 FRP 约束 UHPC 压缩行为的更深入见解，解决了当前结构工程模型中的关键差距。

UHPC 因其卓越的强度和耐用性而在现代建筑中脱颖而出。然而，了解其在 FRP 材料中的行为仍然是一个复杂的挑战。传统模型已成功解决了 FRP 限制的普通强度混凝土 (NSC) 的应力应变关系，但这些模型在应用于 UHPC 时存在不足。

该研究由华中科技大学和南方科技大学的研究人员进行，旨在通过研究同心压缩下 UHPC 的失效机制并开发精细的分析导向模型来弥补这一差距。

研究人员进行了一系列实验，以研究 UHPC 在受 FRP 约束时在同心压缩下的表现。他们的研究结果表明，常用的应力路径独立假设非常适用于 FRP 限制的 NSC，但不适用于 UHPC。这种差异导致团队重新思考和修改现有模型，以更好地表示 FRP 限制的 UHPC 的行为。

主要启示之一是 FRP 约束 UHPC 中主要对角裂缝的形成导致不均匀的横向膨胀。这种现象导致从 FRP 到 UHPC 的有效围压下降，对 NSC 中应力路径独立假设的适用性提出了挑战。

为了解决这些问题，研究人员开发了一种新模型，其中考虑了压力路径依赖性的影响。通过调整围压并包含一个新的围压间隙方程，该团队成功地在其面向分析的模型中考虑了这个因素。

使用收集的测试结果的综合数据库对所提出的模型进行了严格测试。验证过程表明，新模型准确预测了 FRP 约束 UHPC 的应力应变行为。这种精度标志着对以前模型的显着改进，并为工程师提供了更可靠的工具来设计和分析 UHPC 结构。

这项研究代表了结构工程和混凝土科学领域的重大进步。引入考虑应力路径依赖性的面向分析的模型可以更细致地了解 UHPC 的压缩行为。这一进步不仅增强了采用 UHPC 的结构的设计和安全性，而且还为未来的研究开辟了新的途径。

准确预测的能力行为FRP 限制的 UHPC 将具有深远的影响为建筑业，有可能为各种结构应用带来更高效、更安全的设计。研究人员和工程师现在可以利用这些见解来提高 UHPC 结构的性能和使用寿命，从而推动混凝土技术的创新。

这项研究提供了一个有价值的工具适合使用 UHPC 的工程师和研究人员。随着建筑行业的不断发展，这种新的模型有望在塑造高性能混凝土应用的未来方面发挥至关重要的作用。

更多信息：S.S. 张等人，纤维增强聚合物约束超高性能混凝土的面向分析的应力应变模型，工程（2024）。DOI：10.1016/j.eng.2024.08.002

提供者：工程