CFRP加固钢筋混凝土梁的研究现状

探讨CFRP加固钢筋混凝土梁摘要：本文结合某工程实例，介绍了碳纤维复合材料在结构构件加固中的计算方法，并对施工工艺进行了讨论，仅供同行参考。

关键词：CFRP；加固；钢筋混凝土梁；工艺0引言碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。

碳纤维材料（CFRP）用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家，我国起步很晚，近年来发展十分迅速，在众多领域得到了广泛的应用。

在钢筋混凝土结构使用过程中，由于各种原因，经常会造成钢筋混凝土主体构件开裂。

对混凝土构件的裂缝可以采取多种方法进行补强加固，其中碳纤维布加固技术是新近发展起来的一种结构加固方法。

1 碳纤维加固结构构件技术原理碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、质量轻及耐腐蚀性好等特点。

加固修复混凝土结构所用碳纤维材料主要为碳纤维材料与配套树脂。

碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的10倍左右，而弹性模量与钢材相当，某些种类（如高弹性）碳纤维的弹性模量甚至是钢材的2倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载能力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。

2加固工程概况某三层工业厂房，底层采用梁柱结构，主梁跨度为8.2m，梁间距为6m，梁截面尺寸为；上层为砖混结构。

主梁采用预制钢筋混凝土梁，顶端通过预埋件与柱侧预埋钢板进行焊接。

混凝土强度等级为C25，当龄期达到60天时对其进行取芯，强度代表值为20.3MPa，没有达到设计要求。

对其分析原因后，决定选择粘贴碳纤维布进行加固。

3碳纤维布加固框架梁设计3.1基本假定用碳纤维材料加固后，混凝土梁的极限承载力计算与普通混凝土梁有所不同，其基本假定为:(1)受拉区混凝土的作用忽略不计；(2)梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变符合平截面假定；(3)碳纤维材料采用线弹性应力-应变关系：。

CFRP板条嵌入式加固损伤钢筋混凝土梁抗弯试验与理论研究的开题报告一、研究背景及意义近年来，钢筋混凝土梁的损伤和裂缝问题已经引起了广泛关注。

这些问题可能会导致梁的强度和承载能力的下降，从而对建筑物的结构安全性造成严重影响。

因此，加固和修复长期处于损伤状态的钢筋混凝土梁是非常必要的。

CFRP石墨纤维增强复合材料具有高强度、高刚度、腐蚀性低等特点，是目前被广泛应用于混凝土结构加固中的一种材料。

然而，传统的外部CFRP板条加固方法存在一些问题，比如需要大量的准备工作和施工时间，增加成本，而且可能会影响结构的美观度。

为了解决这些问题，嵌入式CFRP板条加固方法已经开始被广泛研究和应用。

这种方法将CFRP板条直接埋入梁内部，可以提供更加有效的加固和修复效果。

本研究的目的是通过实验和理论分析，研究并探讨CFRP板条嵌入式加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能和机理，为混凝土结构加固提供新的技术支持和理论指导。

二、研究内容和方法1. 研究对象：损伤钢筋混凝土梁。

2. 加固方法：CFRP板条嵌入式加固。

3. 实验内容：（1）制备包含CFRP板条的混凝土试样；（2）进行四点弯曲试验，记录CFRP板条加固前后的荷载-位移曲线；（3）分析试验结果并进行结构损伤分析。

4. 理论内容：（1）理论分析CFRP板条对损伤钢筋混凝土梁抗弯强度的影响；（2）建立梁和板条之间的等效矩阻抗关系；（3）对CFRP板条嵌入式加固方法进行优化设计。

三、预期成果和意义1. 实验结果为CFRP板条嵌入式加固方法提供实验数据支撑。

2. 理论研究对于理解嵌入式CFRP板条加固机理有着重要的意义，为该方法提供设计和优化的理论指导。

3. 本研究成果为混凝土结构加固提供新的思路和技术支持，有助于提高工程结构的承载能力和安全性。

CFRP和GFRP加固钢筋混凝土方柱的受力性能研究1. 研究背景和意义我国自 1997 年开始从国外引进纤维复合材料加固混凝土结构技术研究，纤维布加固技术具有施工方便、可包裹各种复杂形状的结构横截面，且不增加自重等优点，使得该技术成为了研究和工程应用的热点[4]。

碳纤维是纤维加固技术中运用最多的材料，其具有很高的抗拉强度，可达到钢材的 10 倍以上；具有很高的弹性模量，达到了钢材的 2 倍左右，；具有很低的密度；具有很强的耐久性，对于酸、碱、盐的腐蚀都能抵抗，不会生锈；柔韧性很好，可以包裹各种复杂形状的结构横截面；便于施工，有较好的可修复能力。

以上的众多优点使得碳纤维布与玻璃纤维布成为了工程中常用的粘贴加固材料。

碳纤维由于自身延伸率低，性质脆等特点，在地震时易产生崩断，使得加固突然失效，且生产成本较高。

玻璃纤维的耐碱性较差，会引起与结构结合程度不高，降低加固强度，且相较于碳纤维其抗拉强度较低。

而通过将两种纤维进行组合，来增强与改良其中的单一纤维的部分性能，并且降低生产成本，使材料兼顾实用性并具备更好的经济效益，让该材料具有承载初期高模量，屈服阶段高极限，破坏阶段高延性等特性[6]。

2. 国内外研究现状2.1 单一材料纤维布加固钢筋混凝土结构研究现状由于各国研究人员的试验与理论方面的研究，使得纤维布加固技术在实际工程中的应用迅速增加，多个国家相继编写了相应的要求与规范：1984 年，瑞士联邦材料实验室((EMPA)最早开始了 FRP 加固混凝土结构的研究，并成功将其应用于工程实际。

1998 年，欧洲为探究纤维加固技术而成立了相关研究机构，并发布了《高性能纤维复合材料加固混凝土结构设计指南》[11]。

1991 年，美国混凝土创办了研究纤维加固技术的组织，以针对纤维复合增强材料进行相关研发与试验，并在 2004 年颁布了一个 FRP 加固相关的试验指南[12]。

1996 年，我国清华大学、东南大学、中冶建研总院在“九五”国家重点项目“纤维材料加固修复混凝土结构技术研究开法与应用”的资助下，对 FRP 加固混凝土结构的关键技术进行了研究，这是我国内对这项技术研究的先例[13]。

CFRP筋体外预应力加固钢筋混凝土梁刚度的试验研究的开题报告1.研究背景钢筋混凝土结构在工程中应用广泛，然而在经年累月的使用过程中，由于外力、环境因素等原因，混凝土构件的性能会发生退化和损坏。

为了延长混凝土构件的使用寿命，提高其承载能力和抗震性能，钢筋混凝土结构加固技术应运而生。

其中，碳纤维增强复合材料（CFRP）筋体外预应力加固技术是一种比较成熟的技术，该技术利用CFRP加固材料的高强度和轻质化特点，通过加固次表面，提高钢筋混凝土梁的抗弯强度、刚度和耐久性。

2.研究目的本研究意在探究CFRP筋体外预应力加固对钢筋混凝土梁刚度的影响。

具体包括：CFRP筋体外预应力加固前后梁的弯曲刚度变化情况；CFRP预应力加固位置对梁弯曲刚度的影响；CFRP预应力加固对梁裂缝控制的效果。

3.研究内容本研究将选取标准混凝土梁，采用CFRP筋体外预应力加固技术，在梁两侧加固一定长度的CFRP筋材，并施加预应力，以探究CFRP筋体外预应力加固对梁的刚度和耐久性能的影响。

重点研究内容包括：（1）梁在弯曲荷载下的变形规律及弹性刚度的变化；（2）CFRP预应力加固在不同位置对梁弹性刚度的影响；（3）CFRP预应力加固对梁裂缝控制效果的评估。

4.研究方法本研究将采用试验方法，建立CFRP筋体外预应力加固钢筋混凝土梁的试验模型，并进行荷载试验。

试验过程中，对梁在强度、刚度、位移、裂缝等方面的表现进行监测和分析，以研究CFRP筋体外预应力加固技术对混凝土梁性能的影响。

5.研究意义本研究结果可以为工程实践提供技术支持，探索CFRP筋体外预应力加固技术应用于钢筋混凝土梁加固领域的适用范围和优化方案。

同时，为改进钢筋混凝土结构的抗震性能和使用寿命提供重要的理论指导。

CFRP加固混凝土结构的优点及施工技术要素摘要：目前，纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Plastic，简称FRP）用于加固混凝土结构的技术已经日渐成熟。

FRP材料主要有：碳纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）和芳纶纤维增强塑料（AFRP）。

CFRP 除了具有自重轻、强度高、还具有良好的耐腐蚀性能，因此在加固和修复混凝土结构工程领域有着广泛的应用前景，然而CFRP加固混凝土结构还面临着很多的技术性难题有待研究。

由于作者近两年接触了较多房屋加固工程，如广州市知用中学教学楼项目、广州卫生学校学生宿舍楼项目，都采用到了CFRP加固混凝土结构的技术，然而施工员的技术水平。

作者为了进步了解CFRP加固混凝土结构的技术，查阅了大量的资料，将作者对CFRP技术的思考和理解总结于下文。

关键词：碳纤维增强复合材料（CFRP）;（CFRP）力学性能;混凝土结构Abstract: In the past two years, the author contact with the reinforcement of more housing, such as Guangzhou City to know the middle school project, the Guangzhou Health School student dormitory project, it all used to the technology of CFRP reinforced concrete structures, however, construction members of the technical level. Of CFRP reinforced concrete structures technology in order to progress to understand, access to large amounts of data are summarized in the following of thinking and understanding of CFRP.Key words: carbon fiber reinforced composite materials (CFRP); (CFRP) mechanical properties; concrete structures一、CFRP纤维材料混凝土加固技术现状CFRP纤维材料通常加固钢筋混凝土结构的方法是将它粘贴在混凝土的表面，通过树脂将CFRP纤维材料与混凝土有效的粘结以实现它们之间传递受力的作用。

分类号U448 单位代码10618密级学号106260145 硕士学位论文论文题目：CFRP预浸带加固混凝土梁抗弯性能及破坏机理研究Study on Flexural Behavior and Failure Mechanismof the RC Beams Strengthened with Presoaked CFRP研究生姓名：刘秋松导师姓名、职称：姚国文教授申请学位门类：工学专业名称：桥梁与隧道工程论文答辩日期：2009 年3 月29 日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：郑罡研究员评阅人：郑罡研究员吴海军副教授2009年3月重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：日期：年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日……………………………………………………………………………………………本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。

CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展及现状1. 引言- 介绍预应力加固技术的背景和意义- 简述CFRP片材作为预应力加固材料的优势2. 预应力加固钢筋混凝土梁的发展历程- 回顾预应力加固技术的发展历程和应用范围- 分析CFRP片材在预应力加固领域的出现和发展3. CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的原理与构造- 介绍CFRP片材作为预应力材料的原理和构造- 分析CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的加固原理和构造4. CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的应用状况- 综述目前CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的应用状况- 分析CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的优点和不足之处5. 结论与展望- 总结CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展历程和特点- 展望CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁在工程中的应用前景和研究方向第一章：引言随着社会和经济发展的不断推进，各种建筑物和基础设施的建设也越来越普及化、规模化和特殊化。

尤其是在地震、风灾等突发性自然灾害频发的背景下，建筑物的抗震等的安全性问题越来越成为人们关注的焦点和热点问题。

预应力加固钢筋混凝土梁作为提高建筑抗震能力的有效手段日益受到重视。

近年来，作为预应力加固材料的碳纤维复合材料（CFRP）片材在预应力加固领域的使用越来越广泛。

因此，本文主要探讨CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展和现状，为相关工程人员提供一定的参考。

第二章：预应力加固钢筋混凝土梁的发展历程预应力加固钢筋混凝土梁作为提高建筑抗震性能的一种重要手段，其发展历程可追溯到上世纪50年代，当时人们开始关注预应力加固技术的应用。

70年代，在国内外工程界都逐渐形成一批成功案例，特别是美国先导性建筑物的成功，加速了预应力加固技术的发展。

80年代以后，随着工程科技的快速发展，预应力加固技术逐渐成熟，同时在建筑物的抗震设防要求不断提高的情况下，预应力加固钢筋混凝土梁在工程领域的应用得到了广泛推广和应用。

CFRP加固钢筋混凝土结构的研究与应用现状作者：郑益斌潘天久来源：《城市建设理论研究》2013年第12期摘要：碳纤维增强材料（CFRP）作为高性能结构加固材料在国内外土木工程中已得到广泛应用。

本文作者综述了CFRP在梁、柱、整体框架的研究现状以及CFRP加固钢筋混凝土结构的典型工程应用与现存问题。

中图分类号：TU375文献标识码： A 文章编号：0 引言近几年，碳纤维增强材料（CFRP）作为高性能结构加固材料在国内外土木工程中已得到广泛应用。

与传统加固方式相比，CFRP具有轻质高强、耐腐蚀性好，施工方便等优点。

国内外众多科研院所对CFRP在梁、板、柱、框架加固后的受力与抗震性能进行了深入研究，均取得了良好的技术成绩与社会效应。

1 CFRP及粘贴材料的性能1.1 CFRP的性能碳纤维增强材料（CFRP）是含碳量高于90%的无机高分子纤维，每根碳纤维丝由3000~12000个碳原子丝以绞线或麻绳的方式排列而成,其粗细仅相当于人的1根头发丝。

碳纤维布的抗拉强度可达3500MPa以上,为普通建筑用钢板材强度的十几倍,而比重为180kg/m3,仅为钢材比重的1/4 [1]，其轻质高强的特性便得以体现。

1.2 粘贴材料的性能在钢筋混凝土结构加固中，粘贴材料运用最为广泛的是环氧树脂。

作为CFRP与混凝土直接以及CFRP本体直接的粘贴材料，其材料性能显得尤为重要。

环氧树脂的黏度一般可达0.03~0.15Pa.s,触变系数为3.0~8.0[2]，在室温条件下固化时收缩率低，表现出良好的力学性能与稳定性。

2 CFRP加固钢筋混凝土结构的研究现状2.1 CFRP加固钢筋混凝土梁CFRP加固钢筋混凝土梁主要研究梁加固后的力学性能（抗弯抗剪能力）；变形性能（跨中挠度、裂缝宽度）；界面剥离破坏等。

陈凤山、卢海林、MinaDawood等人对钢筋混凝土梁加固后的性能进行试验研究表明粘贴纵横向CFRP加固对试验梁的极限承载力提高效果显著，抗弯承载力涨幅大约在30%-50%，抗剪承载力涨幅约在25%-40%，加固梁延性所降低但其裂缝发展呈现密而细的状态。

浅谈钢筋混凝土CFRP加固摘要：碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic），由于具有质量轻、高强度、高模量、高耐温、耐腐蚀以及抗疲劳性能好等特点而被广泛运用于工程中，如建筑、桥梁等结构加固、维修、改造中。

采用碳纤维对结构加固、维修的方法是现代工程技术常用的方法。

关键词：CFRP；混凝土结构；加固CFRP混凝土结构加固技术的研究始于美、日等国家，近十多年来得到大量的推广和应用。

日本在该领域的研究与应用处于比较领先的地位并且编制较为成熟的设计规范。

美国也推出包括材料，计算与施工技术等相关的设计规范。

CFRP加固钢筋混凝土结构加固技术在欧美与亚洲许多国家和地区得到了充分的发展。

我国对CFRP加固混凝土结构的研究应用起步较晚。

首先是由国内的一些高校与科研院所带头研究，并取得了一定的科研学术成果。

一、碳纤维加固的优点与采用传统材料的加固方法比较，CFRP加固技术具有明显的技术优势，主要体现在：1）高强高效。

由于CFRP优异的物理力学性能，使用CFRP加固混凝土结构构件可以充分利用CFRP材料抗拉强度高、弹性模量高的特点，可显著提高被加固结构构件的承载能力和延性，改善混凝土结构构件的受力性能，加固效果好；2）耐腐蚀性能及耐久性。

CFRP的化学性质稳定，不与酸碱盐等化学物质发生反应，因而用CFRP加固后的钢筋混凝土构件具有良好的耐腐蚀性及耐久性，解决了其他加固方法所遇到的化学腐蚀问题；3）不增加构件的自重及体积。

CFRP质量轻且厚度薄，经加固修补后的构件，基本上不增加原结构的自重及尺寸，也就不会减少建筑物的使用空间，有比较好的经济效益；4）适用面广。

由于CFRP是一种柔性材料，且可以任意地裁剪，所以这种加固技术可以广泛地应用于各种结构类型、各种结构形状和结构中的各个部位，且不改变结构形状及不影响结构外观。

同时，对于其它加固方法无法实施的结构和构件，诸如大型桥梁的桥墩、桥梁和桥板，以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，CFRP加固技术都能很好地解决；5）便于施工。

CFRP加固钢筋混凝土梁的研究现状程飞【摘要】The paper sums up the advantages of CFRP, including the light weight and the high strength, mainly introduces some methods of CFRP consolidated reinforced concrete beam to improve its flexural capacity, and sums up some research results in China, so as to provide the effective reference for the factual projects＇ consolidation.%简单归纳出碳纤维增强聚合物（CFRP）具有质量轻、强度高等优点，主要介绍了CFRP加固钢筋混凝土梁提高其抗弯承载力的几种方法，并总结了国内的一些研究成果，以期为实际工程加固提供有效参考。

【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)033【总页数】2页(P63-64)【关键词】碳纤维织物;加固;钢筋混凝土梁【作者】程飞【作者单位】中交一航局第五工程有限公司,河北秦皇岛066002【正文语种】中文【中图分类】TU375.11 概述碳纤维复合材料CFRP因具有强度高、施工简单、质量轻、耐腐蚀等优点被广泛应用于工程结构加固，尤其是对混凝土梁抗弯承载力的加固。

常见的CFRP加固方法主要包括:外贴CFRP法(EB-FRP)、表面内嵌法(NSM)和机械锚固法(MF-FRP)。

CFRP布加固钢筋混凝土梁最常见的方法是将CFRP布粘贴在钢筋混凝土梁的受拉一侧，称为外贴法。

外贴法的主要工作原理是通过胶结材料将CFRP布与混凝土粘结成为一个整体共同承受荷载的作用，以提高结构的承载能力。

外贴CFRP方法可有效提高梁的极限承载力和刚度。