预应力超高性能混凝土梁的弯曲性能与设计：破坏模式与延性

超高性能混凝土（UHPC）以其超高抗压强度和持续的开裂后拉伸延性而闻名，使其成为现代结构建造中颇具吸引力的选择。然而，预应力UHPC构件通常在裂缝局部化后迅速破坏并伴随钢筋断裂，这显示出有限的破坏预警（例如，相对较小的延性、几乎不可见的开裂以及可忽略的受压损伤）。另一方面，UHPC构件也可以设计为允许钢筋逐渐应变硬化以补偿裂缝局部化引起的荷载损失，最终破坏归因于钢筋断裂前UHPC的逐渐压碎。逐渐应变硬化后的破坏是可取的，因为它通过高延性、可见裂缝和可控剥落带来预警信号。为实现UHPC构件的韧性结构设计，本研究旨在开发设计方法，以避免裂缝局部化后的早期破坏并促进逐渐应变硬化后的破坏。本研究首先建立了一个三维有限元分析（FEA）模型来模拟预应力UHPC梁的弯曲性能，并通过七根现有试验梁进行了验证。然后，进行了参数分析，以评估五个关键方面的影响，包括钢筋与预应力钢绞线之比、普通钢筋的屈服后硬化、预应力钢绞线的先张拉应力、UHPC的拉伸行为以及腹板宽度与底部翼缘之比。此外，作者提出了一种预测预应力UHPC梁破坏模式的设计方法，可用于指导配筋设计并促进延性结构行为。