2　用FRP板進行抗剪加固

　　進行了圖3中A～D方案的試驗研究，其中A方案為未加固的對比梁。由試驗結果可知，圖3的B、C、D三種加固方案中，D方案（在梁腹和梁底均粘貼FRP板）的加固效果明顯好于另兩種加固方案（在剪跨內梁的腹部粘貼FRP條帶、僅在梁腹粘貼FRP板）的效果。因為D方案在梁腹和梁底均粘貼FRP板（又稱為“U”型粘貼加固方案），梁底的FRP板不僅增強梁腹FRP板與混凝土的粘結性能，防止FRP板與混凝土過早的滑移破壞；而且與梁腹的FRP板形成半封閉的體系，加強對梁混凝土的約束，提高梁的受剪承載力。同時，在梁底粘貼FRP板還可提高梁的受彎承載力，因而實際的梁在加固時必須使其滿足“強剪弱彎”的原則。

　　本文著重討論采用“U”型加固方案進行抗剪加固梁的性能。方案如圖3中的D～H所示，試件的變化參數包括FRP板的厚度及高度、纖維的布置方向、箍筋的間距和板端的錨固等。為了保證試件發生剪切破壞，在試件設計時加大了試件抗彎鋼筋的數量。試驗的加載示意圖與抗彎加固的加載圖相同，見圖1；試件的截面尺寸示意如圖2B所示。

　　由試驗可知，粘FRP板抗剪加固能大幅度提高鋼筋混凝土梁斜截面的受剪承載力和變形能力，改善梁的延性，改變梁的破壞模式。這種非封閉式的加固幾乎可達到封閉式加固的效果。且在試驗加載后期，FRP板發出嘰嘰聲，進而出現撕裂及起皺現象，給人們以警告，大大改善了脆性破壞的突然性，這一點對抗震減災是很有實用價值的。

　　圖3　粘FRP板抗剪加固方案示意

　　影響加固梁加固效果的因素很多，包括FRP板的厚度、纖維的布置方向、箍筋的間距、板端的錨固措施和加固前試件是否開裂等。

　　2.1　FRP板板厚的影響由試驗結果可知，在保證FRP板與混凝土粘結完好的情況下，加固梁的受剪承載力與FRP板的厚度成正比。但當FRP板的厚度過大時，試件的破壞會越來越表現出脆性性能，且當FRP板過厚時可能導致板的滑移破壞或FRP板與縱筋之間混凝土的撕裂破壞，這是應該避免的。粘FRP板加固所用FRP板的最佳厚度為2～4mm.

　　2.2　箍筋間距的影響與普通鋼筋混凝土梁相似，粘FRP板加固梁的受剪承載力與箍筋的間距成反比。當箍筋加密區的箍筋過密影響梁的施工時，可粘貼FRP板。這樣即使增大箍筋間距也不會降低梁的受剪承載力，同時方便了施工。

　　2.3　板端錨固措施的影響通過兩種梁（FRP板端部進行錨固加強的梁和FRP板端部未進行錨固加強的梁）的對比試驗結果可知，在板端進行了錨固加強的粘FRP板加固梁的加固效果比未進行錨固加強梁的加固效果要好。

　　2.4　加固前是否開裂的影響由試驗結果可知，加固前未開裂梁的加固效果比加固前已開裂梁的加固效果好。

　　3　FRP板纖維排列方向對加固效果的影響

　　FRP板直到破壞均表現出線彈性特征，其力學性能與加固纖維的種類和纖維的排列方向有關，因而可通過改變纖維的排列方向得到某一特定方向上最大的材料強度。粘FRP板進行抗彎加固和抗剪加固的加固效果均與FRP板纖維的布置方向有關［7～8］。

　　由試驗可知，對于抗剪加固，當纖維布置方向與受剪斜裂縫垂直時，FRP板所起的加固效果最優［9］。方案G的加固效果雖稍好，但其垂直纖維布置方向上的性能較差，且施工時纖維布置方向不能顛倒。為方便施工，一般取纖維布置方向為±45°，即取圖3中的方案F和H.相應的，抗彎加固應取纖維的布置方向與彎曲裂縫的方向垂直，即沿試件的縱筋方向布置。

　　4　施工建議

　　粘FRP板的施工工藝分以下幾個步驟：首先用噴砂機打磨混凝土表面，去掉1～2mm表面疏松層；然后用噴氣機清除混凝土表面的混凝土碎屑；環氧樹脂和固化劑按一定的比例混合，然后均勻地涂于FRP板的板面和混凝土梁的表面上，粘貼時要趕出氣泡并壓平；粘貼后對粘貼面施加壓力，直到粘結劑養護完成。本文建議粘FRP板加固用的FRP板的厚度取為2～4mm，且FRP板與加固的梁等長。從加固的效果出發，進行抗彎加固時，宜在梁的受拉面粘貼FRP板；進行抗剪加固時，宜在梁的底面和側面粘貼FRP板以形成U型加固方案，提高試件的延性。為了保證加固梁的FRP板與混凝土在使用過程中粘結完好，還可在FRP的端部采用錨固加強措施。

　　5　結語

　　由粘FRP板的抗彎加固和抗剪加固的試驗研究可知：在對梁進行加固時，一般可同時提高梁的受彎承載力和受剪承載力，亦即抗彎加固和抗剪加固是相關聯的。在進行結構加固時，應針對結構的具體情況，重點進行某一方面的加固。

　　由于FRP板應力應變曲線沒有屈服平臺，存在脆性性能，因而加固梁的延性問題被提出來了。但只要設計合理，粘FRP板加固梁的延性可以得到滿足。且粘FRP板加固對提高承受重復荷載的構件（如吊車梁）的正截面和斜截面疲勞強度效果都較好，尤其是對斜截面疲勞強度的提有效果更大［11］。粘FRP板不僅可用于梁的加固，而且可用于柱和砌體的加固；還可用于新結構的設計。通過改進FRP板的材料性能和粘結劑的性能可進一步提高粘FRP板的加固效果。粘FRP板技術是一種有效的結構加固形式，值得推廣。（考試大編輯整理）