隨著近年來空間大跨度鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，因為原有結(jié)構(gòu)承載力不足而運(yùn)用FRP（Fiber Reinforced Plastics/纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）加固的鋼結(jié)構(gòu)亦越來越多。

鋼結(jié)構(gòu)采用FRP加固的公開案例不多，業(yè)內(nèi)精力仍集中于科學(xué)研究層面。今天就向大家科普一下粘貼FRP加固鋼梁時，幾種主要破壞形式。

FRP板拉斷

構(gòu)件受力后在鋼梁翼緣首先屈服，隨著荷載繼續(xù)增加，鋼梁受拉翼緣進(jìn)入塑性階段，F(xiàn)RP板受拉力迅速增大，鋼梁中性軸下移。雖然鋼材首先屈服，但由于FRP板的極限拉應(yīng)變比普通鋼材小，且其位置距離中性軸更遠(yuǎn)，更容易達(dá)到極限拉應(yīng)變值而拉斷破壞，當(dāng)FRP板兩端錨固足夠好時,FRP板在跨中發(fā)生斷裂破壞。盡管FRP板拉斷是脆性的，但由于此前鋼梁翼緣鋼材屈服，結(jié)構(gòu)已有較大變形，有破壞的前兆，仍屬可以接受的范疇。

這種情況下FRP板拉力可取設(shè)計值，設(shè)計抗拉強(qiáng)度一般為2000~2400MPa。

膠層粘結(jié)破壞
如果FRP片材的錨固不足或膠粘材料強(qiáng)度過低時，會出現(xiàn)膠層的黏結(jié)失效，導(dǎo)致FRP片材與鋼梁間的黏結(jié)剝離，F(xiàn)RP片材高強(qiáng)的性能得不到充分發(fā)揮，鋼梁加固立即失效，此類破壞屬于脆性破壞。
根據(jù)黏結(jié)微分單元和材料力學(xué)可知:




剪應(yīng)力公式表明任何引起FRP板軸向力變化的因素都會導(dǎo)致剪應(yīng)力的產(chǎn)生，當(dāng)剪應(yīng)力的增長達(dá)到一定值時，在薄弱界面出現(xiàn)剝離，引起剝離破壞。

隨著荷載的增加，梁底膠層會不斷產(chǎn)生彎曲裂縫或剪切裂縫，根據(jù)正應(yīng)力公式，開裂截面與未開裂截面的力筋之間將有應(yīng)力梯度，為了平衡，必然有剪應(yīng)力的產(chǎn)生。隨著剪應(yīng)力的不斷增加，開裂處FRP板條應(yīng)力集中，在裂縫附近會產(chǎn)生剝離破壞，但離裂縫較遠(yuǎn)的截面又未開裂，這導(dǎo)致在已發(fā)生剝離破壞的截面和未發(fā)生剝離破壞的截面之間存在一應(yīng)力梯度，從而又反過來導(dǎo)致剝離破壞，因此中間剝離破壞是一個自擴(kuò)張的過程，鋼材屈服后將更加明顯。
其他破壞

如果受彎加固量較大，鋼梁還可能出現(xiàn)其他破壞形式，如梁整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)、剪切破壞等，在此暫不詳細(xì)討論。