FRP加固時(shí)防止超筋破壞的纖維布最大加固量的計(jì)算

王有成

【摘要】FRP布加固方法作為一種行之有效的加固方法已得到工程的廣泛應(yīng)用，然而FRP布彈性材料脆性破壞的性質(zhì)決定了它與普通鋼筋混凝土梁在抗彎性能上存在一定的差異，特別要避免FRP的超筋破壞。目前，我國《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》未提出防止發(fā)生超筋破壞的纖維布最大加固量，這使得設(shè)計(jì)和工程技術(shù)人員在應(yīng)用FRP的同時(shí)不知該如何防止其超筋破壞。本文推導(dǎo)并給出了FRP布加固時(shí)防止超筋破壞的最大FRP布有效橫截面面積計(jì)算公式，確保了加固梁處以延性工作階段，供結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)人員參考。

【關(guān)鍵詞】FRP；加固方法；超筋破壞；正截面抗彎承載力

1、引言

近年來，F(xiàn)RP布加固方法作為一種行之有效的加固方法已得到大家的普遍認(rèn)可和工程的廣泛應(yīng)用，同時(shí)也成為研究的熱點(diǎn)。但是FRP布彈性材料脆性破壞的性質(zhì)決定了它與普通鋼筋混凝土梁在抗彎性能上存在一定的差異，特別要避免FRP的超筋破壞，我國《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出的FRP加固梁抗彎承載力計(jì)算公式，但是尚未提出防止發(fā)生超筋破壞的纖維布最大加固量。本文推導(dǎo)并給出了FRP布加固時(shí)防止超筋破壞的最大FRP布有效橫截面面積計(jì)算公式。

2、外貼FRP加固梁正截面受彎破壞形態(tài)劃分

如果FRP布與混凝土界面之間粘結(jié)良好且梁抗剪能力足夠，則加固梁將發(fā)生正截面受彎破壞，其抗彎極限承載力取決于FRP拉斷（圖1a）或受壓區(qū)混凝土壓碎（圖1b）。

圖1外貼FRP布抗彎加固鋼筋混凝土梁的受彎破壞形態(tài)

值得注意的是，當(dāng)FRP布加固量過大或受拉鋼筋縱向配筋率過高時(shí)，加固梁在破壞階段發(fā)生受壓區(qū)混凝土壓碎，此時(shí)受拉鋼筋往往未能發(fā)生屈服。這類破壞形態(tài)類似于超筋破壞，具有明顯的脆性，在加固設(shè)計(jì)時(shí)必須避免。

基于上述分析，本文將正截面受彎破壞形態(tài)細(xì)分為以下三種正截面受彎破壞子形態(tài)，即適筋破壞Ⅰ（混凝土壓碎時(shí)鋼筋已屈服，F(xiàn)RP未斷）、適筋破壞Ⅱ（混凝土未壓碎，鋼筋屈服FRP拉斷）、超筋破壞。本文討論外貼FRP加固梁正截面受彎時(shí)最大FRP加固量。

3、外貼FRP加固梁時(shí)最大配布量確定