华南理工大学学报(自然科学版)

作者：范学明, 叶小杭, 周晓鹏, 印世麟

单位：华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510640

关键词：超高性能混凝土,梁式构件,性价比评价体系,抗弯性能,等级划分

基金：国家自然科学基金项目(52278501);国家自然科学基金项目(52278181);广东省地震工程与应用技术重点实验室开放基金项目(2017B030314068)

超高性能混凝土（UHPC）凭借其优异的力学性能、耐久性和环保特性，在梁式构件领域展现出巨大的应用潜力。然而，高昂的材料成本使UHPC结构常被误认为性价比偏低，这一认知误区严重制约了其工程化推广进程。现有研究大多聚焦于UHPC构件的力学性能优化，却鲜有针对其抗弯性价比的系统性评价。为此，该文构建了一套梁式构件抗弯性价比评价体系，以期为UHPC结构的合理设计与工程应用提供理论支撑。首先，以“性能”和“代价”为核心，构建了抗弯性价比评价指标；接着，选取极限弯矩表征构件抗弯性能，以纯弯段单位长度材料成本表征经济代价，据此建立量化的性价比指标；然后，采用经典参照法，以传统单筋矩形适筋梁为参照对象，通过极差标准化法对性价比指标进行无量纲化处理；在此基础上，结合概率论与K均值聚类算法，在保障科学性与客观性的前提下，完成抗弯性价比的等级划分；最后，运用该评价体系对比分析了常规梁式构件和UHPC梁式构件的抗弯性价比差异。研究结果表明：钢筋混凝土梁的抗弯性价比与梁截面宽度无关，而与梁截面高度及材料强度等级呈正相关；在构件设计时，应优先选用高强度混凝土与高强度钢筋的组合方案，同时可考虑采用预应力钢绞线替代受拉钢筋。此外，若直接采用UHPC简单替代普通混凝土来研发新型构件，其抗弯性价比不占优势；唯有针对UHPC和其他建筑材料的力学特点进行针对性设计，方可获得抗弯性价比较高的构件形式。

来源：2026年第2期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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