碳纤维加固混凝土结构是一种新型的加固方法，在加固工程中正日益受到重视。国内外学者对此进行了一系列试验和理论研究，取得了不少的成果。但是现有的正截面承载力计算中，通常不考虑结构的二次受力问题，这就高估了结构的实际抗弯承载力，当施加荷载越大，这种方法越偏于不安全。本文依据加固结构碳纤维应变滞后的特点，充分考虑受压区混凝土的非线性应力-应变关系，对考虑二次受力时碳纤维布加固混凝土构件正截面承载力进行了系统分析。

1正截面极限承载力的计算

    一般情况下，对结构进行加固处理后，我们希望结构构件为适筋构件，尽量避免少筋和超筋构件的出现，所以，在适筋情况下讨论加固方法构件的极限承载力更为贴近实际或者更有实用价值，本文主要讨论的就是适筋构件的极限承载能力的计算，控制少筋或者多筋破坏的最小配筋率和最大配筋率可按有关规定取值。

    碳纤维加固构件的破坏形式主要有3种：第1种破坏类型——受压区混凝土被压碎引起的破坏，第2种破坏类型——碳纤维被拉断引起的破坏，第3种破坏类型——碳纤维剥离引起的破坏，下面根据各种破坏形态的不同进行分别推导计算公式。在推导过程中，基本假定延用本文前面推导滞后应变时所作假定。

1.1发生第1、2两种破坏类型的界限破坏的情况

    发生第1、2两种破坏类型的界限破坏时，钢筋屈服。碳纤维达到极限拉应变，同时受压区混凝土达到极限压变。

1.2第1种类型破坏——受压区混凝土被压坏引起的破坏

    发生这种破坏时，混凝土受压区达到极限压应变，碳纤维未到极限拉应变，通常情况下钢筋已屈服。

1.3第2种类型破坏——当碳纤维被拉断引起的破坏

    当混凝土应变小于0.002，可按推导至后应变的公式计算极限承载力，注意此时应用。

1.4第3种破坏类型——碳纤维剥离引起的破坏

    关于剥离破坏的研究，还没有完整的理论，尚处于进一步研究阶段。碳纤维剥离破坏与构件表面的平整度有很大的关系。碳纤维通过粘结剂与构件表面较好的粘结在一起，当构件表面不平整时，碳纤维也随之变得不平直，当构件受力时，碳纤维承受较大拉力，这样就会在粘结剂内部产生较大的次应力，当次应力超过粘结剂的强度时，就会发生剥离破坏而在预应力碳纤维中，剥离破坏较少发生，就是由于有预应力存在，碳纤维被拉直，然后与构件粘结，中间的不平整的空隙被粘结剂填充，这样受力时，次应力就较小，故而玻璃破坏发生的可能性就很小了。

    此外有研究表明，抗弯剥离破坏还与混凝土的弹性模量、纤维增强塑料（FRP）的弹性模量、粘结剂的弹性模量、FRP板的厚度、粘结剂的厚度、FRP板距离梁端长度等各种因素有关。因此在实际工程中应尽量采用高模量好的混凝土，选用刚度大的树脂以及弹性模量较低的CFRP材料。另外，应尽量减少碳纤维的粘贴层数。在实际工程中还应保证足够的锚固长度（通常为100mm），还有应选择比较合适的锚固方式（如在碳纤维端部采用U型锚固能较好的防止剥离破坏的发生）等等

结论

a)       本文所推导的公式是在考虑二次受力碳纤维正截面抗弯加固时承载力计算公式，在推导过程中，充分考虑了受压区混凝土的非线性应力——应变关系，在以往的二次受力加固时的研究基础上做了进一步深入。

b)      本文的推导均在适筋条件下进行

c)       由于混凝土强度相对于碳纤维强度较低，故在加固设计中，尽可能的利用预应力碳纤维加固吗，以便能充分利用碳纤维的高强度。

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