FRP加固时防止超筋破坏的纤维布最大加固量的计算

王有成

【摘要】FRP布加固方法作为一种行之有效的加固方法已得到工程的广泛应用，然而FRP布弹性材料脆性破坏的性质决定了它与普通钢筋混凝土梁在抗弯性能上存在一定的差异，特别要避免FRP的超筋破坏。目前，我国《混凝土结构加固设计规范》未提出防止发生超筋破坏的纤维布最大加固量，这使得设计和工程技术人员在应用FRP的同时不知该如何防止其超筋破坏。本文推导并给出了FRP布加固时防止超筋破坏的最大FRP布有效横截面面积计算公式，确保了加固梁处以延性工作阶段，供结构加固设计人员参考。

【关键词】FRP；加固方法；超筋破坏；正截面抗弯承载力

1、引言

近年来，FRP布加固方法作为一种行之有效的加固方法已得到大家的普遍认可和工程的广泛应用，同时也成为研究的热点。但是FRP布弹性材料脆性破壞的性质决定了它与普通钢筋混凝土梁在抗彎性能上存在一定的差异，特别要避免FRP的超筋破坏，我国《混凝土结构加固设计规范》中给出的FRP加固梁抗弯承载力计算公式，但是尚未提出防止发生超筋破坏的纤维布最大加固量。本文推导并给出了FRP布加固时防止超筋破坏的最大FRP布有效横截面面积计算公式。

2、外贴FRP加固梁正截面受弯破坏形态划分

如果FRP布与混凝土界面之间粘结良好且梁抗剪能力足够，则加固梁将发生正截面受弯破坏，其抗弯极限承载力取决于FRP拉断（图1a）或受压区混凝土压碎（图1b）。

图1外贴FRP布抗弯加固钢筋混凝土梁的受弯破坏形态

值得注意的是，当FRP布加固量过大或受拉钢筋纵向配筋率过高时，加固梁在破坏阶段发生受压区混凝土压碎，此时受拉钢筋往往未能发生屈服。这类破坏形态类似于超筋破坏，具有明显的脆性，在加固设计时必须避免。

基于上述分析，本文将正截面受弯破坏形态细分为以下三种正截面受弯破坏子形态，即适筋破坏Ⅰ（混凝土压碎时钢筋已屈服，FRP未断）、适筋破坏Ⅱ（混凝土未压碎，钢筋屈服FRP拉断）、超筋破坏。本文讨论外贴FRP加固梁正截面受弯时最大FRP加固量。

3、外贴FRP加固梁时最大配布量确定