碳纤维加固混凝土结构的研究

碳纤维在加固更新改造运用中，用得较多的产品方式是塑胶板材。在片材中，布状材料需求量较大，且技巧更为完善，英国、日本、澳大利亚、欧洲等国均已经有了相对的规范、标准。而筋材在构造加固中适用于公路桥梁的体内预应力钢筋加固。因为优良的耐腐蚀烛性、耐疲惫性能及其便于工程施工等性能，近些年其使用量正慢慢提高，现阶段，中国有关碳纤维加固构造的运用，关键可以概括为下列一些层面：

在钢筋混凝土的受拉区黏贴碳纤维，可合理提升其承重能力，抑止缝隙拓展。碳纤维加固后钢筋混凝土的毁坏特点与水泥混凝土构造及其粘钢加固的钢筋混凝土有很大的差别，其承载能力的计算方式都不同样。世界各国专家学者的分析主要是聚集在碳纤维加固混泥土梁的抗弯强度性能、毁坏形状、承载能力测算、危害因素及其碳纤维加固后钢筋混凝土梁的横截面形变、缝隙进行等层面。近年来，许多专家学者对负荷情况下碳纤维加固梁进行了承受力性能实验科学研究和概念剖析，尝试建立起考虑到二次承受力的抗拉承载能力计算方式、落后应变力及跨中挠度值的计算方法。

在混泥土梁的受剪区侧边黏贴碳纤维能有效的提升其抗剪能力，工程项目中较常用的受剪加固方式有侧边黏贴、U型粘贴和包囊黏贴3 种方法，在其中以包囊黏贴实际效果较好是。危害碳纤维抗弯加固性能的基本参数有梁的配箍率、混凝土的强度、碳纤维配筋率、梁的剪跨比、碳纤维的黏贴方法与钢筋锚固性能、碳纤维及粘接胶自身的原材料性能等。现阶段，世界各国抵抗剪加固的科学研究主要包含毁坏系统和承载能力的测算等层面，在其中承载能力测算的理论模型，一般是在混凝土结构结构桁架结构理论模型的根基上，提升碳纤维抵抗剪承载能力奉献项。

根据业务外包碳纤维管束塑性铰区混泥土以提升混泥土的極限压应变力，可提升预制构件延性，有益于组织的抗震等级加固。现阶段世界各国许多专家学者开展了业务外包碳纤维加固混泥土柱、梁柱节点甚至结构的抗震等级性能实验科学研究、基础理论解析和工程项目应用研究，明确提出了相对的碳纤维管束混凝土的内应力-应变力关联的测算实体模型。

研究表明，侧面管束弹性模量和侧面管束抗压强度是危害碳纤维管束钢筋混凝土延性特点和应力应变能耗性能的两种关键主要参数。除此之外，科学研究在钢管混凝土和钢套管混泥土的研究基础上，初次明确提出了管束钢管混凝土的定义，在这类新式钢管混凝土柱中，为提高构造的抗震等级性能，在很有可能产生塑性铰的位置设定了碳纤维横着额外管束。额外套箍能合理地控制或推迟钢管混凝土柱中通长的无缝钢管在塑性铰区进行部分屈伸，提升了构造的承重性能与延性，进而改进抗震等级性能。世界各国已经有很多运用碳纤维加固建筑结构柱与桥柱的经典案例。为便于工程施工，还开发设计出了碳纤维全自动绕线系统软件。

碳纤维塑胶板材加固预制构件的疲惫可分为弯折疲惫和剪截疲惫2种，依据承载力方法又可分为常幅载荷和起升承载力下的强度问题。碳纤维塑胶板材加固预制构件的疲劳极限，除开与原来钢筋混凝土的缓解疲劳能力相关外，还与碳纤维加固一部分的疲惫破裂能力及其碳纤维塑胶板材与混泥土页面的缓解疲劳毁坏能力相关。混泥土抗弯强度疲惫基础理论可以用于判断应有钢筋混凝土的缓解疲劳能力，碳纤维塑胶板材产品的缓解疲劳能力可以根据材料力学实验处理，但有关碳纤维塑胶板材与水泥的页面的缓解疲劳毁坏能力的科学研究掌握甚少，现阶段仅有小量测试結果，这种研究表明，在反复、挪动承载力效果下，页面的粘接能力有降低的发展趋势。

针对刚度过大的受弯部件或裂开比较严重的混泥土梁、板，简易的碳纤维贴片式加固法无法合理地提高其弯曲刚度，原材料的功能无法得到灵活运用。选用预应力钢筋碳纤维加固技术性可均衡加固梁的一部分承载力，合理降低加固梁的挠度值形变，减缓梁裂开，降低裂缝宽度，减少较早期脱离毁坏的概率，提升梁的承载能力。现阶段，一些专家学者对碳纤维预应力钢筋加固技术性在不一样负荷下的碳纤维预应力张拉加工工艺、顶端钢筋锚固对策、预应力钢筋损害及提升测算、页面载荷产生及缓解疲劳性能等领域开展了一些实验科学研究和概念剖析，并开始了工程施工具体运用。

世界各国对碳纤维加固混凝土工程的耐久度性能进行了多种內容的实验科学研究，研究主要参数包含预制构件种类（梁、柱）、碳纤维类型（AFRP，CFRP，GFRP）、黏贴方法（环向、径向）、自然环境种类（室内温度、湿区、融冻）、环氧树脂种类等。研究表明，在严酷条件下CFRP比GFRP性能好，湿区功效下，CFRP管束试样的抗压强度与延性沒有减少，弯曲刚度获得提升，而GFRP管束试样的抗压强度与延性都减少了，弯曲刚度未受影响；冻融功效下，CFRP和GFRP管束试样的抗压强度与延性明显减少，弯曲刚度未受影响，与室内温度及湿区循环系统的作用下试样对比，受冻融作用试样的损坏方法更具有极端天气。海面浸蚀后，一般混凝土结构梁、柱与CFRP加固钢筋混凝土梁、柱的承载能力都减少，但CFRP加固混泥土梁的弯曲刚度几乎未遭受任何的危害。

海外很多文献研究了碳纤维塑胶板材加固加气混凝土墙与墙体的抗弯性能、平面图外与整体内抗弯强度性能、沿通缝的抗弯性能、简单承载力效果下的短期内结构力学性能、低周往复式承载力实验及其模拟地震承载力实验，并提供了碳纤维加固砌体的设计方案提议；

对选用碳纤维盘绕加固砖柱的结构力学性能、砖拱和帆拱的加固性能也完成了科学研究。实验结果显示，墙面的毁坏方式由加固前的塑性剪截毁坏变成了加固后延性弯折毁坏，巨大提升墙面的形变能力、抗压强度和延性，能合理减少剪截形变，改进钢结构总体的延性与抗震等级性能，提升砌体的承载能力。从中国研究现状看，绝大多数的內容集中化在碳纤维加固后的墙片在水平面内水准低周不断承载力效果下的抗震等级性能科学研究上，研究结果显示，碳纤维加固可以明显增强墙面的平面图内能力抗拉强度，提高形变能力，改进构造的延性。

碳纤维除开采用钢架结构的耐腐蚀、防腐蚀和其他一般性的加固外，对钢结构建筑及不锈钢制品等的加固方式创新也越发成为了我们所在意的问题。现阶段科学研究关键主要紧紧围绕碳纤维对钢架结构的失衡加固、页面黏结性能及承载力的传送效用、承载能力计算方式及其加固后缓解疲劳性能等领域进行。

应对以发生爆炸为主导的恐怖组织及其其他灾难日趋比较严重的危害，构造抗暴日益变成科研的网络热点，碳纤维因为其诸多优势，在设计抗暴中有宽阔的应用前景。已经有的科研成果表明，碳纤维用以抗暴加固可合理提升预制构件和结构特征的抗暴性能耐冲击及其抗人为因素灾难性能。世界各国一些专家学者对碳纤维加固火灾事故后钢筋混凝土、碳纤维加固构造的抗扭性能、稳定性及其加固木结构建筑、连接点、隧道施工等特殊机构均干了一些科学研究。