鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁受彎性能與承載力分析*

寧喜亮 丁一寧

（大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116024）

鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁受彎性能與承載力分析*

寧喜亮 丁一寧?

（大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116024）

通過(guò)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)得到鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的荷載-跨中撓度曲線、荷載-縱筋應(yīng)變曲線和破壞形態(tài)，對(duì)梁式構(gòu)件的受彎承載力及纖維與鋼筋的混雜效應(yīng)進(jìn)行了分析.結(jié)果表明：鋼纖維的加入使鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的抗彎承載力提高了10%～42%.考慮鋼纖維跨越裂縫的傳力機(jī)理及分布情況提出了鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力計(jì)算公式，并與ACI 544和CECS 38：2004的公式進(jìn)行了對(duì)比，計(jì)算結(jié)果表明：文中建議公式計(jì)算的受彎承載力與試驗(yàn)結(jié)果最為接近，可用于鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的受彎分析與設(shè)計(jì).

鋼筋；鋼纖維；自密實(shí)混凝土；鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁；受彎承載力

混凝土是一種抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度的脆性材料，很容易受拉開(kāi)裂，在普通混凝土中加入纖維能夠有效改善混凝土的抗拉性能、抗沖擊性能以及耗能能力，具有良好的限裂效應(yīng)［1-5］.然而纖維的作用能否充分發(fā)揮取決于纖維與混凝土基體之間的粘結(jié)性能及纖維在混凝土基體中的分布情況.纖維的摻入會(huì)降低新拌混凝土的工作性能，纖維在混凝土基體中也難以分布均勻，使纖維與混凝土基體以及鋼筋與混凝土基體之間的粘結(jié)性能受到影響，進(jìn)而影響到結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性［6-8］.

自密實(shí)混凝土（SCC）作為一種新型高性能混凝土，無(wú)需振搗便可在自重作用下將模板填充密實(shí)，具有良好的間隙通過(guò)能力和抵抗離析能力，使得基體中的骨料與漿體界面的粘結(jié)性能優(yōu)于普通混凝土，內(nèi)部缺陷少，因而在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)大量應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)［9-11］.研究表明［12-14］，在SCC中加入適量鋼纖維配制的鋼纖維自密實(shí)混凝土（SFRSCC）融合了自密實(shí)混凝土和纖維混凝土的優(yōu)點(diǎn)，不但具有良好的工作性和抗離析性能，而且可以明顯改善鋼筋與混凝土的粘結(jié)握裹性能和抗裂性能，具有較高的研究?jī)r(jià)值.

截止目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)鋼纖維自密實(shí)混凝土進(jìn)行了一些研究［15-17］，配制同時(shí)滿足較高工作性、較高強(qiáng)度和韌性的纖維自密實(shí)混凝土已不困難.然而，鋼纖維自密實(shí)混凝土的工程應(yīng)用還很有限，CCTV新臺(tái)址工程［18］在型鋼混凝土柱中采用了C60的鋼纖維自密實(shí)混凝土，但只用于控制型鋼混凝土柱中可能產(chǎn)生的裂縫，并沒(méi)有考慮鋼纖維對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載力的提高作用.缺乏普遍認(rèn)可的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范是限制SFRSCC大量工程應(yīng)用的主要因素，盡管國(guó)內(nèi)外制定了一些鋼纖維混凝土的設(shè)計(jì)規(guī)程［19-20］，但大多為半經(jīng)驗(yàn)公式.

文中研究了配筋率和纖維摻量對(duì)鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力、變形能力、縱筋應(yīng)變以及裂縫形態(tài)的影響.分析了纖維跨越裂縫的傳力機(jī)理和纖維在破壞截面的分布情況，提出了考慮纖維作用的鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力計(jì)算公式，并將計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行了比較.

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C60.試驗(yàn)用水泥為P.O 52.5R普通硅酸鹽水泥；細(xì)骨料為優(yōu)質(zhì)河砂，粒徑0～5mm，細(xì)度模數(shù)為2.6，屬于中砂；粗骨料為碎石，最大粒徑10mm；一級(jí)袋裝粉煤灰；聚羧酸系高效減水劑.自密實(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比見(jiàn)表1.文中采用DramixRC-80/60-BN端部彎鉤型鋼纖維（如圖1所示），纖維長(zhǎng)度為60mm，長(zhǎng)徑比為80，抗拉強(qiáng)度為1100MPa，纖維根數(shù)為4600根/kg，纖維摻量分別為0、30和50 kg/m3.新拌纖維自密實(shí)混凝土工作性能與立方體抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果如表2所示.從表2可看出，摻入鋼纖維對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度沒(méi)有明顯影響，新拌纖維自密實(shí)混凝土的各項(xiàng)工作性指標(biāo)（流動(dòng)擴(kuò)展度，J環(huán)，L槽）均滿足EFNARC［21］的要求.

表1 自密實(shí)混凝土配合比Table 1 Mix proportion of self-compacting concrete kg/m3

圖1 結(jié)構(gòu)型鋼纖維Fig.1 Structural steel fibers

表2 鋼纖維自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度與工作性能Table 2 Compressive strength and workability of SFRSCC

1.2 試件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)并制作9根（分為O、A、B 3個(gè)系列）鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件，構(gòu)件的幾何尺寸和配筋情況如圖2所示，截面尺寸均為200mm×300mm，長(zhǎng)度l=2 400mm，凈跨ln=2 100mm，受拉鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，配筋率ρs分別為0.44%（310）、0.76%（216）和0.96%（218），鋼筋的物理力學(xué)性能如表3所示.試件詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4，編號(hào)為BS-A-SF30的梁，其中字母A表示梁的配筋率為0.76%，SF30表示鋼纖維摻量為30 kg/m3，其余試件編號(hào)以此類推.

圖2 梁式構(gòu)件的幾何尺寸與配筋（單位：mm）Fig.2 Geometry dimension and reinforcement of the beams（Unit：mm）

表3 鋼筋的力學(xué)性能Table 3 Mechanical properties of steel rebars

表4 試驗(yàn)梁參數(shù)設(shè)計(jì)Table 4 Design parameters of beams

1.3 試驗(yàn)裝置與測(cè)試

梁式構(gòu)件的彎曲試驗(yàn)采用1000 t液壓伺服試驗(yàn)機(jī)并采取四點(diǎn)加載方式，位移閉環(huán)控制，縱筋屈服前加載速率為0.3mm/min，縱筋屈服后加載速率變?yōu)?.6mm/min，直至試件破壞.荷載等級(jí)為20 kN，每級(jí)荷載持續(xù)時(shí)間約為15min.采用3個(gè)位移傳感器分別測(cè)量試驗(yàn)梁的跨中和加載點(diǎn)處的撓度，并在梁式構(gòu)件的跨中和加載點(diǎn)處布置電阻應(yīng)變片測(cè)量縱筋應(yīng)變，梁式構(gòu)件加載與數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示.

圖3 梁式構(gòu)件加載與數(shù)據(jù)測(cè)量裝置（單位：mm）Fig.3 Loading and measuring arrangement of beams（Unit：mm）

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 破壞形態(tài)

鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁BS-A-SF0和BSA-SF50的破壞形態(tài)如圖4所示.

圖4 梁式構(gòu)件破壞形態(tài)Fig.4 Failure pattern of beams

由圖4可以看出，由于梁BS-A-SF0的配筋率較低（ρs=0.76%），直到加載結(jié)束，混凝土尚未被壓碎；而摻50kg/m3鋼纖維后，由于纖維與鋼筋共同承擔(dān)拉力，增加了梁的抗彎承載力，使得梁BS-A-SF50受壓區(qū)混凝土被壓碎，彎曲破壞特征明顯.摻50 kg/m3鋼纖維后，梁式構(gòu)件BS-A-SF50的裂縫條數(shù)增加，裂縫寬度和裂縫間距明顯減小.由圖4（a）還可以看出，不摻纖維的鋼筋自密實(shí)混凝土梁（BS-A-SF0），破壞時(shí)裂縫寬度在純彎段不同位置擴(kuò)展，呈現(xiàn)出較寬的裂縫與較大的撓度；而鋼纖維摻量為50 kg/m3的鋼筋自密實(shí)混凝土梁（BS-A-SF50），破壞時(shí)裂縫主要在跨中一條主裂縫處擴(kuò)展（見(jiàn)圖4（b）），使得試驗(yàn)梁在相同荷載下，產(chǎn)生較小的撓度，該現(xiàn)象又稱為“變形局部化現(xiàn)象”［22-23］，主要出現(xiàn)在配筋率較低的鋼筋-纖維混凝土受彎構(gòu)件中.

2.2 荷載-跨中撓度曲線

O、A、B 3個(gè)系列梁式構(gòu)件的開(kāi)裂荷載、極限荷載及相應(yīng)的撓度見(jiàn)表5，荷載-跨中撓度曲線如圖5所示.

表5 試驗(yàn)梁開(kāi)裂荷載、極限荷載及對(duì)應(yīng)撓度1）Table 5 Cracking load，ultimate load and corresponding deflection of beams

圖5 不同配筋率下試驗(yàn)梁荷載-跨中撓度曲線Fig.5 Load-midspan deflection curves of beams with different reinforcement ratios

由表5和圖5可以看出，鋼纖維的摻入對(duì)鋼筋自密實(shí)混凝土梁的開(kāi)裂荷載影響不大；混凝土開(kāi)裂后，試驗(yàn)梁的荷載-跨中撓度曲線斜率減小，表現(xiàn)為剛度降低.此時(shí)三維隨機(jī)分布的鋼纖維在混凝土開(kāi)裂后能夠跨越裂紋面，通過(guò)與混凝土基體的粘結(jié)作用傳遞應(yīng)力，提高了構(gòu)件開(kāi)裂截面的剛度，使荷載-跨中撓度曲線的斜率明顯高于普通鋼筋自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件.

2.2.1 纖維摻量的影響

試驗(yàn)梁的極限荷載與纖維摻量的關(guān)系如圖6所示.

由圖6和表5可看出：配筋率為0.44%時(shí)，與不摻纖維的鋼筋自密實(shí)混凝土梁BS-O-SF0相比，梁BS-A-SF30和BS-A-SF50的極限荷載分別提高了25%和42%；配筋率為0.76%時(shí)，與不摻纖維的梁BS-A-SF0相比，梁BS-A-SF30和BS-A-SF50的極限荷載分別提高了11%和19%；配筋率為0.96%時(shí)，與不摻纖維的梁BS-B-SF0相比，梁BS-B-SF30和BS-B-SF50的極限荷載分別提高了6%和10%.

圖6 極限荷載隨鋼纖維摻量的變化Fig.6 Changes of ultimate load with steel fiber content

由上述分析可知，纖維的摻入可明顯提高鋼筋自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的抗彎承載力，尤其在配筋率較低的情況（ρs=0.44%）下，纖維的增強(qiáng)作用更明顯，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)，可使試驗(yàn)梁的極限荷載提高42%；但隨著配筋率的提高，纖維對(duì)抗彎承載力的提高卻隨之減弱，在配筋率為0.96%的條件下，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)，抗彎承載力只提高了10%.因?yàn)橄嗤瑩搅康匿摾w維對(duì)試驗(yàn)梁抗彎承載力的貢獻(xiàn)是相同的，而配筋率較高的普通自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件抗彎承載力較高，纖維的作用變得不夠明顯，故隨著配筋率的提高，鋼纖維對(duì)梁式構(gòu)件抗彎承載力的提高作用減弱.

2.2.2 配筋率的影響

不同配筋率的試驗(yàn)梁的荷載-跨中撓度曲線如圖7所示.

圖7 不同鋼纖維摻量下試驗(yàn)梁荷載-跨中撓度曲線Fig.7 Load-midspan deflection of beamswith differentsteel fiber contents

由圖7和表5可看出：對(duì)比不摻加鋼纖維的鋼筋自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件，與梁BS-O-SF0相比，梁BS-A-SF0和BS-B-SF0的極限荷載分別提高了48%和73%；對(duì)比鋼纖維摻量為30kg/m3的試驗(yàn)梁，與梁BS-O-SF30相比，梁BS-A-SF30和BS-B-SF30的極限荷載分別增加了32%和46%；對(duì)比鋼纖維摻量為50 kg/m3的試驗(yàn)梁，與梁BS-O-SF50相比，梁BS-ASF50和BS-B-SF50的極限荷載分別提高了24%和34%.

由以上分析可知，在不摻鋼纖維時(shí)，配筋率對(duì)試驗(yàn)梁的抗彎極限荷載影響很大，配筋率由0.44%增大到0.96%時(shí)，極限荷載的提高達(dá)73%；而在鋼筋自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件中加入鋼纖維后，隨著配筋率的提高，試驗(yàn)梁極限荷載之間的差距不斷縮小，當(dāng)鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)，配筋率由0.44%增大到0.96%，極限荷載提高了34%，比不摻鋼纖維的情況降低了約一半.

2.2.3 鋼筋與鋼纖維的正混雜效應(yīng)

由表5可看出：鋼纖維摻量為50 kg/m3的低配筋率試驗(yàn)梁BS-O-SF50與配筋率較高的試驗(yàn)梁BSA-SF0相比，極限荷載略有降低；而鋼纖維摻量為50 kg/m3的較低配筋率試驗(yàn)梁BS-A-SF50與較高配筋率的試驗(yàn)梁BS-B-SF0相比，極限荷載提高了2.5%.由于鋼筋與鋼纖維在混凝土開(kāi)裂后共同承擔(dān)拉力，表現(xiàn)出較好的正混雜效應(yīng).由上述分析可知，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)，可在不降低試驗(yàn)梁抗彎承載力的情況下使配筋率降低0.2%，替代梁式構(gòu)件的最小配筋率［24］.

2.3 荷載-縱筋應(yīng)變曲線

圖8 A系列梁荷載-縱筋應(yīng)變曲線Fig.8 Load-steel strain curves of series A beams

A系列試驗(yàn)梁荷載-縱筋應(yīng)變曲線如圖8所示.由圖8可以看出：在混凝土開(kāi)裂前，3條曲線幾乎重合，近似為直線，因?yàn)殇摻?、鋼纖維和混凝土都處于彈性階段，變形協(xié)調(diào)，鋼纖維的摻入對(duì)鋼筋應(yīng)變影響不大；而在混凝土開(kāi)裂后，開(kāi)裂截面處鋼筋發(fā)生應(yīng)力重分布，鋼筋應(yīng)變迅速增大，由于纖維跨越裂紋面?zhèn)鬟f部分拉力，限制了鋼筋應(yīng)變的繼續(xù)增大，使得在相同應(yīng)變下，摻加鋼纖維的試驗(yàn)梁的抗彎能力得到明顯提高.在縱筋應(yīng)變?yōu)?×10-3時(shí)，與不摻鋼纖維的試驗(yàn)梁BS-A-SF0相比，鋼纖維摻量為30和50 kg/m3的試驗(yàn)梁的抗彎荷載分別提高了15%和22%.

3 正截面受彎承載力分析

3.1 受彎承載力計(jì)算公式

普通混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，因此傳統(tǒng)的鋼筋混凝土理論在計(jì)算梁式構(gòu)件受彎承載力時(shí)，不考慮混凝土受拉的貢獻(xiàn)［25］.然而，由試驗(yàn)結(jié)果可知，鋼纖維的摻入對(duì)鋼筋自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的抗彎承載力有明顯提高作用，尤其是在配筋率較低的情況（ρs=0.44%）下，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)，鋼筋自密實(shí)混凝土梁的抗彎承載力提高42%；因此，非常有必要在鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力計(jì)算中引入纖維的作用，得到更接近鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件真實(shí)抗彎承載力的預(yù)測(cè)值.

ACI 544［19］較早地在計(jì)算鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力時(shí)考慮纖維對(duì)開(kāi)裂后受拉區(qū)混凝土的貢獻(xiàn).圖9為ACI 544采用的截面應(yīng)力和應(yīng)變分布圖，根據(jù)傳統(tǒng)鋼筋混凝土理論的平截面假定和平衡方程，并考慮纖維對(duì)開(kāi)裂后受拉區(qū)混凝土的作用，抗彎承載力公式表示為

式中：c為中和軸高度；x為受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖高度；h0為截面有效高度；σf為纖維混凝土開(kāi)裂后等效矩形應(yīng)力圖抗拉強(qiáng)度；lf/df為纖維長(zhǎng)徑比；ρf為纖維體積百分?jǐn)?shù)；FBE為考慮纖維特性粘結(jié)有效系數(shù)，對(duì)于端部彎鉤型鋼纖維，取1.2；0.007 72為經(jīng)驗(yàn)系數(shù).

ACI 544計(jì)算纖維對(duì)開(kāi)裂后受拉區(qū)混凝土作用的公式是半經(jīng)驗(yàn)性的，沒(méi)能很好地解釋纖維作用的機(jī)理.文中在ACI 544計(jì)算公式基礎(chǔ)上對(duì)受拉區(qū)纖維的作用做進(jìn)一步分析，考慮纖維在開(kāi)裂截面的分布及纖維跨越裂縫的傳力機(jī)理，采用文獻(xiàn)［26］中纖維對(duì)開(kāi)裂后混凝土抗拉能力增強(qiáng)公式：

圖9 鋼筋-鋼纖維混凝土梁截面應(yīng)力與應(yīng)變分布Fig.9 Stress and strain distribution of SFRC beam containing conventional steel rebars

式中：αf為纖維的長(zhǎng)徑比（αf=lf/df，lf為纖維長(zhǎng)度；df為纖維直徑）；Vf為纖維體積摻量；f為纖維與混凝土基體界面粘結(jié)強(qiáng)度，對(duì)于端部彎鉤型纖維，取2.5fct［27］；fct為混凝土基體的抗拉強(qiáng)度，MPa；f為纖維與混凝土裂縫邊緣剪切摩擦系數(shù)，取1/3［26］；ω2為纖維的二維分布方向系數(shù)；w為裂縫寬度.

為方便在設(shè)計(jì)中應(yīng)用，考慮纖維在混凝土基體中三維隨機(jī)分布，σf表達(dá)式可簡(jiǎn)化為

將式（4）代入到式（1）中，得到修正的抗彎承載力計(jì)算公式：

3.2 受彎承載力計(jì)算值與試驗(yàn)值的比較

為了驗(yàn)證文中提出的鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力計(jì)算公式的合理性，將文中提出的抗彎承載力計(jì)算公式（式（5））、ACI 544［19］以及CECS 38：2004［20］中的計(jì)算公式的計(jì)算值與文中的試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表6所示.

CECS 38：2004［20］中正截面受彎承載力計(jì)算公式為

式中：fftu為受拉區(qū)鋼纖維混凝土等效矩形應(yīng)力圖形的抗拉強(qiáng)度；βtu為鋼纖維對(duì)構(gòu)件截面受拉區(qū)抗拉作用的影響系數(shù)，對(duì)于受彎構(gòu)件，取1.3；f為鋼纖維摻量特征值，f=Vflf/df；xt為受拉區(qū)等效矩形應(yīng)力圖高度；β為混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)影響系數(shù)，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）［24］采用.

表6 鋼筋-纖維混凝土梁受彎承載力Table 6 Flexural capacity of steel rebars reinforced SFRC beam

由表6的對(duì)比結(jié)果可知，3個(gè)公式計(jì)算結(jié)果均較為保守，其中按照文中建議公式的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值最為接近，且變異系數(shù)較小，說(shuō)明文中建議的計(jì)算公式比較合理，可較為準(zhǔn)確地反映鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件的受彎?rùn)C(jī)理.

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)9根鋼筋-纖維自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的試驗(yàn)研究，得到如下主要結(jié)論：

（1）鋼纖維的摻入可明顯提高鋼筋-自密實(shí)混凝土梁式構(gòu)件的抗彎承載力，改善裂縫形態(tài).

（2）在配筋率較低（ρs=0.44%）的情況下，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)可使極限荷載提高42%；而在配筋率較高（ρs=0.96%）的情況下，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)僅能使極限荷載提高10%.說(shuō)明纖維摻量相同時(shí)，在配筋率較低的試驗(yàn)梁中，鋼纖維的作用更加明顯.

（3）鋼纖維在試驗(yàn)梁開(kāi)裂后，與鋼筋共同承擔(dān)拉力，表現(xiàn)出明顯的正混雜效應(yīng)，鋼纖維摻量為50 kg/m3時(shí)，可在不降低試驗(yàn)梁極限荷載的情況下，替代梁式構(gòu)件的最小配筋率.

（4）鋼纖維的摻入可顯著地降低裂縫處的鋼筋應(yīng)變，提高開(kāi)裂截面的剛度，使試驗(yàn)梁在相同荷載下的撓度明顯降低.

（5）文中提出的考慮纖維在開(kāi)裂截面分布與傳力機(jī)理的鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件受彎承載力計(jì)算公式能較好地預(yù)測(cè)鋼筋-纖維混凝土梁式構(gòu)件的受彎承載力，且具有較小的變異系數(shù).

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Analysis of Flexural Behavior and Bearing Capacity of Steel Rebar-Reinforced Steel Fiber-Reinforced Self-Com pacting Concrete Beam s

Ning Xi-liang Ding Yi-ning
（State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering，Dalian University of Technology，Dalian 116024，Liaoning，China）

Bending tests under four point loading were conducted on steel rebar-reinforced steel fiber-reinforced self-compacting concrete（SFRSCC）beams，and the corresponding loading-mid-span deflection curve，longitudinal reinforcement strain-longitudinal reinforcement strain curve and failure mode were obtained.The flexural bearing capacity of the beams and the hybrid effectof steel rebar andmacro steel fiberswere also examined.It is found that the addition of steel fibers can improve the flexural bearing capacity by 10%～42%.Moreover，by taking into account the steel fiber distribution and its force transfermechanism crossing the crack，a calculation formula is proposed to predict the flexural bearing capacity of the beams，and it is compared with the formulas of ACI 544 and CECS 38：2004.Calculation results show that the proposed formula has a better fitwith the test results.Thus，it is suitable for the flexural analysis and design of SFRSCC beams.

steel rebar；steel fibers；self-compacting concrete；rebar-reinforced steel fiber-reinforced self-compacting concrete beam；flexural bearing capacity

TU528.572；TU375.1

10.3969/j.issn.1000-565X.2015.07.007

1000-565X（2015）07-0042-08

2014-10-13

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51578019）

Foundation item：Supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China（51578019）

寧喜亮（1984-），男，博士生，主要從事纖維高性能混凝土試驗(yàn)與理論研究.E-mail：ning-tony@163.com

?通信作者：丁一寧（1962-），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事纖維高性能混凝土理論與工程應(yīng)用研究.E-mail：ynding@hotmail. com