混雜網格增強超高性能混凝土雙向板的彎曲性能

鄧宗才，李 倩

(北京工業大學城市與工程安全減災省部共建教育部重點實驗室，北京 100124)

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，UHPC)具有超高強度、高韌性和優異耐久性等特性，在橋梁、建筑結構等領域具有非常廣闊的應用前景[1-3].但與普通混凝土相比，UHPC 中摻量較大的鋼纖維導致其成本明顯增加.眾多學者指出，基于材料組分層面可采用纖維混雜的方式提升UHPC 的經濟效益，而且在優化甄選纖維與高效制備條件下能夠實現正混雜效應[4-5].

近年來，部分學者進行了網格增強UHPC 的彎曲和拉伸性能試驗，證實了纖維網格與UHPC 具有很好的匹配性，且纖維網格對UHPC 構件力學性能有良好的提升作用，可大幅提升結構使用壽命[6].Mahdi等[7]認為玄武巖纖維網格增強UHPC 用于箱梁橋面板系有利于提高承載能力和扭轉剛度.鄧宗才等[8]研究了玻璃纖維網格增強UHPC 雙向板彎曲性能，與素UHPC 板相比，玻璃纖維網格提高了板的承載能力，但破壞時仍表現出一定的脆性特征.周臻等[9]對鋼絲網格增強UHPC 薄板進行了拉伸力學性能研究，發現鋼絲網格可提高板的開裂荷載和極限荷載，且板的延性隨網格層數的增多而得到顯著提升，但由于鋼絲網格抗拉強度較低，增強效果并不明顯.

綜上所述，雖然單一網格可以發揮增強增韌作用，但不可避免地具有一定局限性，即單一材料很難同步提升構件的承載能力和變形能力[6-9].因此，基于混雜原理和性能設計，將不同種類的網格進行優化組合，有望提升構件性能水平.鋼絲網格具有彈塑性變形性能，玻璃纖維網格和玄武巖纖維網格是線彈性材料，若將鋼絲網格與玻璃纖維網格或玄武巖纖維網格混雜，有望提升UHPC 雙向板的綜合彎曲性能.

本文研究了鋼絲網格與玻璃纖維網格、玄武巖纖維網格混雜增強UHPC 雙向板的抗彎性能，討論了網格種類、總層數和鋪層方式對UHPC 板的破壞形態、承載力和彎曲韌性的影響，研究結果將為混雜網格增強UHPC 的工程應用提供參考.

1 試驗概況

1.1 試驗材料

試驗所用UHPC 配合比如表1 所示.水泥采用P·O 52.5R 普通硅酸鹽水泥，硅灰中二氧化硅含量不小于95%，礦粉為S95 級?；郀t礦渣粉，河砂的粒徑范圍在0.18～2.00 mm.鋼纖維采用無端鉤鍍銅鋼纖維，體積摻量為 1.0%，聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)纖維的體積摻量為0.5%.兩種短纖維基本性能指標如表2 所示.

表1 UHPC基體配合比Tab.1 Mix proportion of UHPC kg/m3

表2 纖維基本性能指標Tab.2 Basic performance parameters of fibers

澆筑尺寸為100 mm×100 mm×100 mm 的立方體試塊、100 mm×100 mm×300 mm 的棱柱體試塊和50 mm×100 mm×418 mm 的狗骨試件，每組3 個，分別用于測定UHPC 抗壓強度fcu、軸心抗壓強度fc和抗拉強度ft.澆筑完成24 h 后拆模，自然養護28 d.UHPC 基本力學性能如表3 所示，其中，εc為峰值壓應變.

表3 UHPC基本力學性能(平均值)Tab.3 Basic performance parameters of UHPC(average value)

試驗所用鋼絲網格的孔徑為20 mm×20 mm，單根鋼絲直徑均為1 mm，如圖1(a)所示；玻璃纖維網格和玄武巖纖維網格孔徑均為10 mm×10 mm，采用經緯纖維束相互交叉纏繞固定，分別如圖1(b)和(c)所示.三種材料的力學性能參數如表4 所示.其中，ff為網格抗拉強度；E 為網格彈性模量；Af和hf分別為網格橫截面積和理論厚度；εf為網格極限拉應變.

圖1 網格外觀Fig.1 Appearances of meshes

表4 網格基本性能參數Tab.4 Basic performance parameters of meshes

1.2 試驗設計

共設計12 個網格增強UHPC 雙向板和1 個無網格UHPC 雙向板，尺寸為500 mm×500 mm×50 mm.設計參數為網格類型、總層數和鋪層方式(即不同類型網格鋪設層數占比)，詳細參數如表5 所示.為研究網格混雜效應，試件分為兩組，其中單一網格增強UHPC 板作為對照組，混雜網格增強UHPC 板為試驗組.

表5 UHPC板試件設計參數Tab.5 Design parameters of UHPC slabs

試件命名原則如下：S、G 和B 分別代表鋼絲網格、玻璃纖維網格和玄武巖纖維網格，其后數字代表網格層數；編號包含兩種字母的代表混雜網格，例如S1G2 代表鋪設1 層鋼絲網格和2 層玻璃纖維網格的UHPC 板.

采用分層澆筑法成型[10]，澆筑時將所有網格布置于雙向板受拉一側，網格厚度均約為1 mm，保護層厚度和相鄰網格間距均設置為3 mm.以S1G2 試件為例說明澆筑過程：首先在模板底面澆筑38 mm的UHPC，然后將玻璃纖維網格鋪設在底層UHPC上，用4 mm 厚木板壓條將網格拉緊固定于模具邊框上，澆筑3 mm UHPC；將第2 層玻璃纖維網格用4 mm 厚板條固定于模具邊框上，澆筑3 mm UHPC；將第3 層鋼絲網格用4 mm 厚板條固定于模具邊框上，澆筑3 mm UHPC，輕微振搗并抹平.澆筑完成24 h 后拆模，自然養護28 d.養護期間試件表面覆蓋塑料薄膜，定期灑水，溫度范圍在(20±5)℃，相對濕度為50%～65%.

1.3 加載方案

試驗采用MTS 電液伺服控制試驗機進行加載，加載速率為0.5 mm/min.在角鋼兩側和試件板的四角處安裝位移計，用力傳感器測量荷載，數據采集儀同步采集位移和力.

借鑒《纖維混凝土試驗方法標準》(CECS 13—2009)[11]，采用型鋼制作的正方形鋼框作為雙向板四邊簡支支座，在板頂中央放置 80 mm×80 mm×100 mm 帶角鋼的鋼塊和150 mm×150 mm 的鋼板，將豎向荷載均勻傳遞至板.試驗前通過增加墊塊提升試件高度，以便觀察板底裂縫開展過程.試驗加載裝置和俯視示意圖如圖2 所示.

圖2 試驗加載裝置及俯視示意Fig.2 Photo and top view diagram of the test loading device

2 試驗現象與結果

2.1 UHPC板破壞特征

UHPC 板典型的破壞形態如圖3 所示.以S1G1為例簡述裂縫發展規律：初始裂縫自板底中心萌生，且逐步向支座延伸，裂縫數量和裂縫寬度同步發展；受彎過程中，裂縫穩態發展，時常伴有鋼纖維從基體拔出所發出的“滋啦”聲；破壞前，板底形成了4～8 條主裂縫和數條微細裂縫，板的四邊因中心撓度增加而出現上翹；裂縫貫穿截面后，標志板完全破壞.

圖3 UHPC板破壞模式Fig.3 Failure modes of UHPC slabs

根據裂縫形態等破壞特征，將試件破壞模式分為兩種：第1 種板底裂縫為“X”型，視為4 條主裂縫，如圖3(a)所示，其特點是裂縫數量較少，說明裂縫處網格實際受力面積較小，網格增強增韌作用相對較差，對應的試件有S3、G2、G3、B2、B3、S1B1 和S1B2；第2 種板底裂縫為“井”字型，視為8 條主裂縫，如圖3(b)所示，其特點是主裂縫數量較多，裂縫處網格作用發揮充分，與UHPC 結合協同效應較好，板破壞時保證一定整體性的前提下變形能力較好.發生這種形式的板有S2、S1G1、S1G2、S2G1 和S2B1.

鋼-玻璃纖維混雜板的破壞模式均為“井”字型，有8 條塑性鉸線，而單一玻璃纖維網格板的破壞模式均為“X”型，有4、5 條塑性鉸線，塑性鉸線的數量越多，破壞過程中耗能越大，板變形能力越好.因此，鋼絲網格和玻璃纖維網格混雜能夠充分發揮二者增強增韌作用，與UHPC 共同使用的協同效應比單一玻璃纖維網格更好.

2.2 荷載-撓度曲線

圖4 為網格增強UHPC 板典型的荷載-跨中撓度曲線.其中，開裂點A 為曲線由線性轉為非線性所對應的點[11]，極限點C 取0.85 倍的峰值荷載所對應的點[12].板的特征荷載及其對應撓度值如表6 所示.其中，Fcr是初裂荷載；δcr是初裂撓度；Fp是峰值荷載；δp是峰值撓度.從開始加載至完全破壞，大致分為3 個階段.

圖4 UHPC板典型荷載-跨中撓度曲線Fig.4 Typical load-deflection curve of UHPC slabs

表6 特征荷載及撓度試驗結果Tab.6 Test results of characteristic loads and deflections

第Ⅰ階段為未裂階段(OA 段)：荷載與撓度呈線性關系，板處于彈性階段，直至板底薄弱位置出現第1 條裂縫(開裂點A)，該階段結束.

第Ⅱ階段為裂縫開展階段(AB 段)：曲線表現出一定的硬化現象，裂縫處亂向分布的短纖維和板底第1 層網格率先承受拉力.隨著裂縫高度逐漸上升，第2、3 層網格也逐步發揮作用，共同承擔拉力.該階段微細裂縫數量增多，板的剛度逐漸降低.早期的初始裂縫發展為主裂縫，部分短纖維從基體中拔出，主要拉力轉由網格承擔，如圖3(c)所示.當網格達到其抗拉強度時，網格開始被拉斷，板達到峰值荷載(峰值點B)，第Ⅱ階段結束.

第Ⅲ階段為破壞階段(BC 段)：荷載-撓度曲線表現為明顯的下降趨勢.主裂縫持續擴展，裂縫處短纖維及未拉斷的網格繼續承載，隨著加載的持續進行，部分短纖維從基體中拔出，裂縫處網格被接連拉斷或發生較大變形，板喪失承載力.由于不同截面高度處的纖維網格一般不會同時被拉斷，該階段承載力未產生突降，即板受彎破壞前具備較好的變形能力.

2.3 混雜網格增強UHPC板承載力和變形分析

2.3.1 鋼-玻璃纖維網格混雜板

鋼-玻璃纖維網格混雜板的荷載-撓度曲線如圖5所示.由圖5 可知，與單一鋼絲網格板和單一玻璃纖維網格板相比，鋼-玻璃纖維網格混雜板表現出更顯著的硬化現象.結合表6 可知，總層數為2 層時，與單一鋼絲網格板S2 相比，鋼-玻璃纖維網格混雜板S1G1 的峰值荷載提高了23.7%，這表明，總層數為2層時，鋼-玻璃纖維網格混雜板的承載能力高于單一鋼絲網格板.

圖5 鋼-玻璃纖維網格混雜板荷載-撓度曲線Fig.5 Load-deflection curves of steel-glass fiber mesh hybrid slabs

網格總層數為3 層時，S1G2 的峰值荷載最大，比S3 提高了14.1%.原因是S1G2 將第2、3 層網格由抗拉強度較低的鋼絲網格替換成抗拉強度較高的玻璃纖維網格，使UHPC 板受拉區合力提高.

由圖5(b)可知，鋪設網格總層數為2 層時，與G2 相比，S1G1 峰值后的下降速率更平緩，且S1G1在撓度為20 mm 處的荷載比G2 提高了28.2%.因此，鋼-玻璃纖維網格混雜板的峰后殘余承載力和延性優于單一玻璃纖維網格板.原因是鋼絲網格彈模較高，與玻璃纖維網格混雜后，板抵抗變形能力增強，內力重分布更充分，板延性得以提升.

結合表6 和圖5(b)可以看出，當總層數為3 層時，S1G2 的峰值荷載比S2G1 高23.1%；峰后階段，與S1G2 相比，S2G1 表現出顯著的殘余持荷能力.這是因為玻璃纖維網格抗拉強度較高，對板的承載能力提高較大；鋼絲網格彈模較高，對改善板變形能力較好.S2G1 中兩層鋼絲網格發揮了良好的控裂、抑裂和變形能力，具體表現為不同截面高度處的網格分層阻裂和抵抗變形，當第3 層玻璃纖維網格斷裂后，第1、2 層的鋼絲網格仍可保證板繼續抵抗變形，最終改善板的脆性特征.

綜上，當混雜網格層數較多時，采用合理的鋪層方式可以顯著改善板的極限承載力和變形能力，根據不同的網格組合類型能夠實現對構件抗彎性能的調控.例如，當總層數為3 層時，鋼絲網格占比越高，板的變形能力越好；玻璃纖維網格占比越高，對承載能力的提升效果越顯著.

2.3.2 鋼-玄武巖纖維網格混雜板

由圖6(a)和表6 可見，總層數為2 層時，S1B1的峰值荷載與S2 和B2 比較接近.從網格抗拉強度對板承載力的貢獻來看，B2 的承載力最為出色，但由于試驗所用鋼絲網格截面面積比玄武巖纖維網格大，最終使得板的受拉區合力相近，表現為承載力差異有限.

圖6 鋼-玄武巖纖維網格混雜板荷載-撓度曲線Fig.6 Load-deflection curves of steel-basalt fiber mesh hybrid slabs

由圖6(a)可知，當網格總層數為2 層時，與B2相比，S1B1 在撓度為20 mm 處的殘余承載力提高了21.3%；由圖6(b)可知，當網格總層數為3 層時，與B3 相比，S2B1 和S1B2 在撓度為20 mm 處的殘余承載力分別提高了42.6%和18.6%.這表明，鋼絲網格與玄武巖纖維網格混雜對板殘余承載力的提高作用優于單一玄武巖纖維網格.

2.3.3 不同網格混雜板承載能力比較

由表6 可知，當鋪設網格總層數為2 層時，與S1B1 相比，S1G1 的峰值荷載提高了23.4%.當鋪設網格總層數為3 層時，與S1B2 相比，S1G2 的峰值荷載提高了29.7%.由此可知，在鋪設網格總層數和鋪層方式相同的條件下，鋼-玻璃纖維網格混雜板的承載能力高于鋼-玄武巖纖維網格混雜板.

3 UHPC板能量吸收值計算與分析

3.1 能量吸收值計算

UHPC 板在外力作用下的變形過程實質上就是能量吸收的過程，且能量吸收能力常以荷載-撓度曲線下的積分面積進行表征[11]，即

式中：Q 為能量吸收值；a 為板的中心撓度；F(δ)是撓度為δ 時的荷載值.

根據式(1)計算得到的能量吸收值如表7 所示.其中，Q2、Q5、Q10、Q15和Q20分別代表UHPC 板在2 mm、5 mm、10 mm、15 mm 和20 mm 撓度處的能量吸收值.

表7 UHPC板能量吸收值Tab.7 Energy absorption values of UHPC slabs J

3.2 鋼-玻璃纖維網格混雜板能量吸收值分析

據表7 可知，網格總層數為2 層時，與G2 相比，S1G1 在撓度為 2 mm、5 mm、10 mm、15 mm 和20 mm 處的能量吸收值分別提高了28.4%、66.8%、31.4%、13.1%和13.3%.可見，網格總層數為2 層時，鋼絲網格與玻璃纖維網格混雜板在各撓度處的能量吸收值均高于單一玻璃纖維網格板.

當鋪設總層數均為3 層時，與G3 相比，S1G2 在2 mm、5 mm、10 mm 和20 mm 撓度處的能量吸收值分別提高了178.7%、136.0%、52.3%和6.7%，S2G1在2 mm、5 mm、10 mm 和20 mm 撓度處的能量吸收值分別提高了49.9%、57.8%、15.8%和2.1%.進一步說明，當網格總層數相同時，鋼絲網格與玻璃纖維網格混雜板在各撓度處的能量吸收值均高于單一玻璃纖維網格板.

3.3 鋼-玄武巖纖維混雜板能量吸收值分析

據表7 可知，當網格總層數為2 層時，與B2 相比，S1B1 在2 mm、5 mm、10 mm、15 mm 和20 mm撓度處的能量吸收值分別降低了24.1%、18.8%、9.0%、4.5%和1.2%.可見，網格總層數為2 層時，鋼-玄武巖纖維網格混雜板的能量吸收值低于單一玄武巖纖維網格板.

當鋪設總層數為3 層時，與B3 相比，S1B2 在2 mm 和 5 mm 撓度處的能量吸收值分別提高了49.4%和14.0%；與B3 相比，S2B1 在2 mm、5 mm 撓度處的能量吸收值分別提高了21.6%和2.6%.這是由于板S2B1 和S1B2 的外層采用彈模更高的鋼絲網格，提高了初始剛度，因此S2B1 和S1B2 峰前階段的能量吸收值提高.

3.4 不同網格混雜板能量吸收值比較

由表7 可知，當網格總層數為2 層時，與S1B1相比，S1G1 在5 mm、10 mm、15 mm 和20 mm 撓度處的能量吸收值分別提高了27.7%、26.6%、27.4%和27.5%；當網格總層數為3 層時，與S1B2 相比，S1G2在5 mm、10 mm、15 mm 和20 mm 撓度處的能量吸收值分別提高了37.9%、32.4%、22.1%和15.0%.表明在整個加載過程中，鋼-玻璃纖維網格混雜板的能量吸收值高于鋼-玄武巖纖維網格混雜板.

4 UHPC板彎曲韌性評價

4.1 韌性指標計算

彎曲韌性常用來表征纖維和網格等材料對混凝土開裂后的增韌效果.基于能量吸收值的概念，采用韌性指數Tk評價UHPC 板不同撓度處的彎曲韌性，如式(2)所示.Tk值表征了短纖維和網格對UHPC 板彎曲韌性的貢獻，其值越大，說明增韌效果越理想.

式中：Q0為素UHPC 板完全破壞時的能量吸收值，取7.6 J[13]；Qk為峰值荷載后撓度為δk時對應的能量吸收值.本文中δk的取值分別為15 mm 和20 mm.UHPC 板的韌性指數Tk計算結果如表8 所示.

4.2 鋼-玻璃纖維網格混雜板韌性分析

由表8 可知，當網格總層數均為2 層時，與G2相比，S1G1 的韌性指數T15和T20分別提高了13.2%和13.4%.當網格總層數均為3 層時，與G3 相比，S1G2 和S2G1 的韌性指數T20分別提高了6.8%和2.1%.由此可見，與單一玻璃纖維網格板相比，鋼-玻璃纖維網格混雜板的彎曲韌性更好.

4.3 鋼-玄武巖纖維網格混雜板韌性分析

由表8 可知，與鋪設2 層網格的S1B1 相比，鋪設3 層網格的混雜板S1B2 和S2B1 的韌性指標T15分別提高了22.3%和30.1%，T20分別提高了23.1%和35.4%.因此，鋼-玄武巖纖維網格混雜UHPC 板的彎曲韌性隨網格層數的增多而提升.

S2B1 的T15和T20比S1B2 分別提高了6.3%和10.0%.這表明，2 層鋼絲網格與1 層玄武巖纖維網格的鋪層方式擁有更為理想的增韌效果.

4.4 不同網格混雜板韌性指數比較

由表8 可知，當網格總層數為2 層時，與S1B1相比，S1G1 的韌性指數T15和T20均提高了27.7%；當網格總層數為3 層時，與S1B2 相比，S1G2 的韌性指數T15和T20分別提高了22.3%和15.1%.這說明鋼-玻璃纖維網格混雜對UHPC 板彎曲韌性的改善作用優于鋼-玄武巖纖維網格混雜.

4.5 不同網格增強UHPC板成本分析

鋼絲網格、玄武巖和玻璃纖維網格市場價分別為25.0 元/m2、6.6 元/m2和6.0 元/m2.與S2 相比，S1G1的價格降低了19.0 元/m2；與S3 相比，S1G2 和S2G1的價格分別降低了38.0 元/m2和19.0 元/m2，即網格總層數相同時，與單一鋼絲網格板相比，鋼絲網格和玻璃纖維網格混雜可有效降低成本.同理，與S3 相比，S1B2 和S2B1 的價格分別降低了36.8 元/m2和18.4 元/m2，即鋼絲網格和玄武巖纖維網格混雜也可降低成本.

5 UHPC板抗彎承載力計算

關于網格增強UHPC 板的抗彎承載力計算方法，參照鋼筋混凝土受彎構件抗彎承載力的基本思路，其基本假定如下：①UHPC 板彎曲變形符合平截面假定；②網格與UHPC 基體之間無滑移，滿足變形協調方程.

鋼絲網格應力-應變本構關系采用雙折線模型[14]，即

式中：fs、εs分別為鋼絲網格的應力、應變；Es、fsy分別是鋼絲網格的彈性模量、屈服強度；εy為鋼絲網格屈服應變.

玻璃纖維網格和玄武巖纖維網格為典型的纖維網格增強材料，具有線彈性特征[15]，其本構關系為

式中：Ef為纖維網格彈性模量；ffe、εfe分別為纖維網格的拉應力和拉應變；εf為網格極限拉應變.

為簡化正截面受彎承載力計算，將UHPC 雙向板的截面受壓區和受拉區均等效為矩形應力圖，圖7給出了極限狀態下的承載力計算簡圖.

圖7 UHPC雙向板矩形截面受彎承載力計算示意Fig.7 Bending capacity calculation of the rectangular section of a UHPC two-way slab

根據力的平衡方程，有

式中：α1和β 均為受壓區等效矩形應力圖系數，根據文獻[16]，α1取0.88，β 取0.72；α2為拉應力值影響系數，取0.35[16]；xc為受壓區實際應力圖高度；x 和xt分別為受壓區和受拉區等效矩形應力圖高度；h 為板的截面高度；b 為板的計算寬度，取1 m；fc、ft分別為UHPC 軸心抗壓強度和抗拉強度平均值；n 為網格總層數；Asi為每延米板寬范圍內第i 層網格的截面面積；fie為板破壞時第i 層網格的實際拉應力.

一般情況下，纖維網格增強水泥基材料中的網格有效利用率難以達到100%，即網格的實際拉應力低于抗拉強度.這里將fie設為板破壞時第i 層網格的實際拉應力，通過引入網格有效利用率λ建立網格實際拉應力與抗拉強度之間的關系，即

式中：λi為第i 層網格有效利用率；εie為第i 層網格的有效拉應變；εif為第i 層網格材料的極限拉應變；fif為第i 層網格的極限抗拉強度.

根據平截面假定和幾何關系，可以得到

式中：ai為第i 層網格合力點至受拉區UHPC 邊緣的距離；εc是UHPC 的峰值壓應變，可根據式(10)計算[17].

對第1 層網格合力點取矩，UHPC 雙向板單位寬度可承受的彎矩mu根據式(11)計算，計算結果見表9.

表9 網格增強UHPC抗彎承載力計算結果Tab.9 Bending capacity calculation results of UHPC slabs

文獻[18]在試驗研究和理論分析的基礎上，給出了雙向板單位長度承受的彎矩me與板跨中施加的峰值荷載Fp之間的關系式，即

式中k 為彎矩與荷載校準系數.

根據混凝土受彎構件正截面承載力計算方法[19]，求得無網格UHPC 雙向板單位長度承受的彎矩me為2.761 kN·m/m，通過試驗測得的無網格UHPC 雙向板的峰值荷載為46.65 kN，將二者代入式(12)，求得k 值等于16.9.此系數可用于計算網格增強UHPC 雙向板單位長度抗彎承載力的試驗值.

由試驗測得的各個網格增強板的峰值荷載，采用式(12)可求得各板單位長度抗彎承載力的試驗值me，并列于表9.抗彎承載力試驗值me與理論值mu比值的平均值為0.904，標準差為0.102，變異系數為0.113.由表9 可看出，抗彎承載力理論值mu和試驗值me吻合良好，說明提出的抗彎承載力計算方法具有較好的適用性.

從網格有效利用率的角度討論不同網格混雜UHPC 雙向板的協同增強效應，計算結果也列于表9.可以看出，當網格層數增多時，網格有效利用率降低.此外，最外層網格的有效利用率高于第2、3 層網格，原因是其距離受拉區邊緣更近，可以發揮更大的增強作用.

具體來說，鋪設2 層網格時，S1G1 中最外層鋼絲網格的有效利用率為93.5%，相較于S2 提高了17.3%.鋪設3 層網格時，S1G2 和S2G1 最外層鋼絲網格的有效利用率分別為89.8%和73.1%，比S3 分別提高了41.9%和15.5%.

同理，與單一鋼絲網格板相比，網格總層數相同時，鋼-玄武巖纖維混雜板S1B1、S1B2 和S2B1 的最外層鋼絲網格的有效利用率分別提高13.4%、38.9%和16.0%.即鋼絲網格與玻璃纖維網格或玄武巖纖維網格混雜有助于提升最外層鋼絲網格的有效利用率.

6 結 論

通過13 個UHPC 雙向板的四邊簡支抗彎試驗，研究了鋼絲網格分別與玻璃纖維網格和玄武巖纖維網格混雜增強UHPC 板的彎曲性能，得到如下主要結論.(1) 網格增強UHPC 板開裂后，均表現出一定的硬化現象，且其在峰值荷載后具有一定的殘余承載力，連續網格與混雜短纖維具有協同增強增韌效應，板的延性良好.混雜網格UHPC 板裂縫發展相比單一網格板更充分，裂縫條數也更多.(2) 網格層數相同時，鋼-玻璃纖維網格混雜UHPC 板的承載能力高于單一鋼絲網格板，變形能力優于單一玻璃纖維網格板；鋼-玄武巖纖維網格混雜板的峰前能量吸收值和殘余承載力高于單一玄武巖纖維網格板.(3) 鋼-玻璃纖維網格混雜板的承載能力和韌性大都高于鋼-玄武巖纖維網格混雜板，當網格總層數為2 層時，前者相較后者在撓度為20 mm 處的能量吸收值Q20與彎曲韌性指標T20分別提高27.5%和27.7%.

(4) 建立了混雜網格增強UHPC 雙向板的抗彎承載力計算方法，并利用網格有效利用率評估了不同網格組合的協同增強效應，結果表明鋼絲網格與玻璃纖維網格混雜的有效利用率最為理想.