最近的一項研究發表在工程推出了一種新穎的面向分析的應力應變模型，有望改善工程師對纖維增強聚合物 (FRP) 約束的超高性能混凝土 (UHPC) 的理解和設計方式。這項具體研究的進展由 S.S. 張，J.J. 領導。王關林，X.F.Nie 提供了對 FRP 約束 UHPC 壓縮行為的更深入見解，解決了目前結構工程模型中的關鍵差距。

UHPC 因其卓越的強度和耐用性而在現代建築中脫穎而出。然而，了解其在 FRP 材料中的行為仍然是一個複雜的挑戰。傳統模型已成功解決了 FRP 限制的普通強度混凝土 (NSC) 的應力應變關係，但這些模型在應用於 UHPC 時存在不足。

該研究由華中科技大學和南方科技大學的研究人員進行，旨在透過研究同心壓縮下 UHPC 的失效機制並開發精細的分析導向模型來彌補這一差距。

研究人員進行了一系列實驗，以研究 UHPC 在受 FRP 約束時在同心壓縮下的表現。他們的研究結果表明，常用的應力路徑獨立假設非常適用於 FRP 限制的 NSC，但不適用於 UHPC。這種差異導致團隊重新思考和修改現有模型，以更好地表示 FRP 限制的 UHPC 的行為。

主要啟示之一是 FRP 約束 UHPC 中主要對角線裂縫的形成導致不均勻的橫向膨脹。這種現象導致從 FRP 到 UHPC 的有效圍壓下降，對 NSC 中應力路徑獨立假設的適用性提出了挑戰。

為了解決這些問題，研究人員開發了一種新模型，其中考慮了壓力路徑依賴性的影響。透過調整圍壓並包含一個新的圍壓間隙方程，該團隊成功地在其面向分析的模型中考慮了這個因素。

使用收集的測試結果的綜合資料庫對所提出的模型進行了嚴格測試。驗證過程表明，新模型準確預測了 FRP 約束 UHPC 的應力應變行為。這種精確度標誌著對先前模型的顯著改進，並為工程師提供了更可靠的工具來設計和分析 UHPC 結構。

這項研究代表了結構工程和混凝土科學領域的重大進步。引入考慮應力路徑依賴性的面向分析的模型可以更細緻地了解 UHPC 的壓縮行為。這項進步不僅增強了採用 UHPC 的結構的設計和安全性，也為未來的研究開闢了新的途徑。

準確預測的能力行為FRP 限制的 UHPC 將具有深遠的影響為建築業，有可能為各種結構應用帶來更有效率、更安全的設計。研究人員和工程師現在可以利用這些見解來提高 UHPC 結構的性能和使用壽命，從而推動混凝土技術的創新。

這項研究提供了一個有價值的工具適合使用 UHPC 的工程師和研究人員。隨著建築業的不斷發展，這種新的模型有望在塑造高性能混凝土應用的未來方面發揮至關重要的作用。

更多資訊：S.S. 張等人，纖維增強聚合物約束超高性能混凝土的面向分析的應力應變模型，工程（2024）。DOI：10.1016/j.eng.2024.08.002

提供者：工程