非剪切增强UHPC混合平板冲切剪切特性的数值研究( Numerical investigation of non-shear-reinforced UHPC hybrid flat slabs subject to punching shear )

Majid M.A. Kadhim Abdul Ridah Saleh Lee S. Cunningham Ali A Semendary

多层建筑普遍采用平板结构，由于其放置安装方便、施工时间短、楼板结构深度小、经济实惠等优点，在多层建筑中得到广泛应用。然而，平板很容易受到冲切的影响，这种破坏模式通常在板柱连接处发生而没有任何警告。尽管存在各种方法来提高冲切能力，但使用超高性能混凝土(UHPC)提供了一种在普通强度混凝土(NC)中使用抗剪钢筋的高度可建造的替代方案。然而，UHPC是一种昂贵的材料，最近的研究主要集中在其部分用于塔区，而NC则用于其他地方，即混合NC/UHPC。本文利用ABAQUS建立了NC/UHPC混合平板的非线性有限元模型，模拟了无剪切筋NC/UHPC混合平板的冲切剪切性能。用文献中的实验结果对有限元模型进行了验证。利用验证后的模型研究了板厚、柱尺寸、UHPC面积和UHPC抗压强度等因素对其抗压强度的影响。试验结果表明：随着超高性能混凝土区面积的增大，板的抗冲切承载力逐渐增大。另外，UHPC混凝土抗压强度与NC混凝土抗压强度之比对混合板的性能有很大影响，在今后的设计指南中应予以考虑。为了了解现有设计指南和代码在此背景下的性能，还给出了有限元结果和代码预测之间的比较。结果表明,ACI318-14、Eurocode2和Model code 2010等规范模型均不能准确估算加筋UHPC板和NC/UHPC混合板的冲切承载力。本文对现有的ACI方程进行了修正，得到了对加筋UHPC板和混合板的精确预测。

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