在實際加固工程中（zhōng），因設（shè）計失誤、施工不當或使用功能改變等，造成的結構或構件不能滿足現行規範規定的正常設計（jì）使用要求，要使其結構或構件能夠繼續安全、正（zhèng）常的使用，則必須采取一定的措施進行（háng）補強（qiáng）修複。
碳纖維CFRP是整個土木工程界使用最為廣泛且（qiě）熱門的加固材（cái）料，該項加固技術興起於20世紀80年代，於90年代後期在我國迅（xùn）速發展起來，國內外很多科研單位和高校就碳纖維CFRP加固混凝土構件這項新技術進行了大量的研究。隨著試驗研究的深（shēn）入，該加固技術的適（shì）用範圍不斷擴（kuò）大，應用技術不斷改（gǎi）進。
碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱的試驗研究相對較少，但試驗研究結果表明碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱具有（yǒu）施（shī）工（gōng）簡單、抗腐蝕能力強、約束效果好、基本不需要維修保養等特（tè）點，下麵就該加固技術進行簡要介紹。
1、鋼筋混凝土柱CFRP加固機理分析
1.1、碳纖（xiān）維CFRP材料
碳（tàn）纖維CFRP一般（bān）是直徑為5μm～20μm的連續纖維（wéi），基材由樹脂和固化劑組成（chéng），用樹脂（內加固化劑）浸（jìn）潤碳纖維，待樹脂（zhī）固化後便（biàn）形成了碳纖（xiān）維增強塑料（liào）（簡稱CFRP）。其特性：密度小，為（wéi）普通鋼材（cái）的1/6；強度高，抗拉強度約為普通鋼筋的4～6倍；抗（kàng）腐蝕性能好，強度不受酸堿（jiǎn）腐蝕介質的影（yǐng）響；非磁性，不影響電磁信號的傳播；抗（kàng）疲勞性能優良，疲勞壽（shòu）命普遍高於鋼材；溫變（biàn）係數和混凝土相當；彈性模量和鋼材相近；極限延伸率1%.
1.2、鋼筋混凝土柱CFRP加固原理
鋼筋混凝土柱在承受軸向壓力時，構件是由於受到極限值非常小的橫向擴張引起的（de），如能在構件四周創造橫向約束，以阻止受壓構件的這種橫向（xiàng）擴張，從而提高構件抗壓承載（zǎi）力和變形能力。
碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱就是在柱混凝土和CFRP增強帶之間產生約束作用，（它們之間的相互作用力稱為界麵約束應力）受橫向界麵（miàn）約束應力的（de）作用（yòng），塑性區的核心混凝土處於三向應力狀（zhuàng）態，與單向受力狀態相（xiàng）比，混凝土的極限壓應（yīng）變和承載力會提（tí）高，在柱彎曲承載力沒有明顯下降的情況（kuàng）下，並不（bú）考慮失穩的影響，加固後鋼筋混凝土柱具有較大的延性變形與耗能能力。
1.3、鋼筋混凝土柱在（zài）CFRP包裹作用下的應力分布情況（kuàng）
1.3.1、由於CFRP對鋼筋混凝土柱的橫向約束後使CFRP形（xíng）成軸向拉伸應力，而CFRP的抗彎能力極弱（一般不考慮），矩形柱在CFRP包裹約束（shù）下其最終（zhōng）極限軸向抗壓強度相對（duì）圓柱（zhù）而言大（dà）大降（jiàng）低，主要由於側向約束應力不均勻。矩形（xíng）柱邊中央側向約束弱，拐角處側向應力集中約束較大（dà），柱邊隻有在發生側向塑性變形時CFRP對鋼筋混凝土柱的橫向（xiàng）約束應力才能極速增長。
1.3.2、由於CFRP對鋼筋混凝土柱的約束為界麵約束，隻有當混（hún）凝土向外橫向（xiàng）擴張時（產生塑性變形）CFRP方能對混凝土產生約（yuē）束應力，因（yīn）此柱環向外包CFRP在承受荷載時表現出兩階段的受力過程：第（dì）一階段，混凝土軸向壓（yā）應力（lì）較小，橫向變形較（jiào）小，CFRP受力較小（xiǎo）；第二階段，隨著荷載的增加，柱混凝土變形增大，CFRP環向應力顯著增長（zhǎng），環向約束力迅速增加，直到當（dāng）CFRP達到其極限拉（lā）伸應變時發生（shēng）斷裂。
1.3.3、約束混凝土與無約束（shù）混凝土應力—應變關係
2、碳纖維CFRP加固（gù）鋼筋混凝土柱（zhù）的（de）技術及施工要點
2.1、適用範圍及工況要求
CFRP加固鋼筋混凝土柱適用於圓柱或小截（jié）麵矩形柱（截麵邊（biān）長一般小於800mm），在未失穩狀態下能大幅提高鋼筋混凝土柱的軸壓承載能力。加固的前提條件是構件的核心（xīn）混凝土未被破壞，尚（shàng）具有一定的承載和變形能力。
2.2、CFRP外包鋼筋混凝土加（jiā）固技術
2.3、加固施工要點：
2.3.1、鋼筋混凝土柱加固前的卸荷，此項工作往（wǎng）往被忽（hū）視，混凝土構件在負荷外包CFRP時，外包（bāo）CFRP相對於混凝土柱表麵存在應變滯後，常發生CFRP尚未被（bèi）拉斷混凝土（tǔ）已被壓壞的情況，這種效應使得（dé）CFRP的（de）補強效果降低，不能充分發揮CFRP的高強抗拉性能。
2.3.2、矩形柱拐角倒（dǎo）角的半徑不得小於20mm，柱（zhù）側最好修成外凸麵，減輕角部CFRP的集中應力（lì），很多試驗表明即使如此CFRP的破壞仍然發生在拐角部位。
2.3.3、混凝土構件表麵的修複工作極為重要，其直接影響CFRP對混凝土橫向約束效果。
3、結論
1）碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱，能使混（hún）凝土承（chéng）受（shòu）軸向受力（lì）狀態變為三向受力狀態，約束混凝土的承載力和變形能力得到提高，特別對軸壓比不能滿足抗震設計規範要求的鋼（gāng）筋混凝土柱加固效果比較明顯。
2）提高塑性（xìng）鉸區的承載力及（jí）延性（xìng），鋼筋混（hún）凝土柱在地震荷載的重複作用（yòng）下，上下端會首先出現塑性鉸區，承載能力（lì）及延性迅速下降，用CFRP進行纏繞加（jiā）固後，塑性鉸區核心混凝土（tǔ）受到約束極限強（qiáng）度及變形能（néng）力大幅提高。
3）施工技（jì）術（shù）含量低、工藝簡單，約束效果好、抗腐蝕能力強（qiáng），隻需保護不（bú）需要（yào）保養。
4）碳纖維CFRP加固技術並非萬能“處（chù）方”，有其缺點：有機膠（jiāo）耐高溫性能差，高溫環境及防火等級要求高的建築不能使用；不規則（zé）或大截麵矩形柱應有條件使用。
碳纖維CFRP是整個土木工程界使用最為廣泛且（qiě）熱門的加固材（cái）料，該項加固技術興起於20世紀80年代，於90年代後期在我國迅（xùn）速發展起來，國內外很多科研單位和高校就碳纖維CFRP加固混凝土構件這項新技術進行了大量的研究。隨著試驗研究的深（shēn）入，該加固技術的適（shì）用範圍不斷擴（kuò）大，應用技術不斷改（gǎi）進。
碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱的試驗研究相對較少，但試驗研究結果表明碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱具有（yǒu）施（shī）工（gōng）簡單、抗腐蝕能力強、約束效果好、基本不需要維修保養等特（tè）點，下麵就該加固技術進行簡要介紹。
1、鋼筋混凝土柱CFRP加固機理分析
1.1、碳纖（xiān）維CFRP材料
碳（tàn）纖維CFRP一般（bān）是直徑為5μm～20μm的連續纖維（wéi），基材由樹脂和固化劑組成（chéng），用樹脂（內加固化劑）浸（jìn）潤碳纖維，待樹脂（zhī）固化後便（biàn）形成了碳纖（xiān）維增強塑料（liào）（簡稱CFRP）。其特性：密度小，為（wéi）普通鋼材（cái）的1/6；強度高，抗拉強度約為普通鋼筋的4～6倍；抗（kàng）腐蝕性能好，強度不受酸堿（jiǎn）腐蝕介質的影（yǐng）響；非磁性，不影響電磁信號的傳播；抗（kàng）疲勞性能優良，疲勞壽（shòu）命普遍高於鋼材；溫變（biàn）係數和混凝土相當；彈性模量和鋼材相近；極限延伸率1%.
1.2、鋼筋混凝土柱CFRP加固原理
鋼筋混凝土柱在承受軸向壓力時，構件是由於受到極限值非常小的橫向擴張引起的（de），如能在構件四周創造橫向約束，以阻止受壓構件的這種橫向（xiàng）擴張，從而提高構件抗壓承載（zǎi）力和變形能力。
碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱就是在柱混凝土和CFRP增強帶之間產生約束作用，（它們之間的相互作用力稱為界麵約束應力）受橫向界麵（miàn）約束應力的（de）作用（yòng），塑性區的核心混凝土處於三向應力狀（zhuàng）態，與單向受力狀態相（xiàng）比，混凝土的極限壓應（yīng）變和承載力會提（tí）高，在柱彎曲承載力沒有明顯下降的情況（kuàng）下，並不（bú）考慮失穩的影響，加固後鋼筋混凝土柱具有較大的延性變形與耗能能力。
1.3、鋼筋混凝土柱在（zài）CFRP包裹作用下的應力分布情況（kuàng）
1.3.1、由於CFRP對鋼筋混凝土柱的橫向約束後使CFRP形（xíng）成軸向拉伸應力，而CFRP的抗彎能力極弱（一般不考慮），矩形柱在CFRP包裹約束（shù）下其最終（zhōng）極限軸向抗壓強度相對（duì）圓柱（zhù）而言大（dà）大降（jiàng）低，主要由於側向約束應力不均勻。矩形（xíng）柱邊中央側向約束弱，拐角處側向應力集中約束較大（dà），柱邊隻有在發生側向塑性變形時CFRP對鋼筋混凝土柱的橫向（xiàng）約束應力才能極速增長。
1.3.2、由於CFRP對鋼筋混凝土柱的約束為界麵約束，隻有當混（hún）凝土向外橫向（xiàng）擴張時（產生塑性變形）CFRP方能對混凝土產生約（yuē）束應力，因（yīn）此柱環向外包CFRP在承受荷載時表現出兩階段的受力過程：第（dì）一階段，混凝土軸向壓（yā）應力（lì）較小，橫向變形較（jiào）小，CFRP受力較小（xiǎo）；第二階段，隨著荷載的增加，柱混凝土變形增大，CFRP環向應力顯著增長（zhǎng），環向約束力迅速增加，直到當（dāng）CFRP達到其極限拉（lā）伸應變時發生（shēng）斷裂。
1.3.3、約束混凝土與無約束（shù）混凝土應力—應變關係
2、碳纖維CFRP加固（gù）鋼筋混凝土柱（zhù）的（de）技術及施工要點
2.1、適用範圍及工況要求
CFRP加固鋼筋混凝土柱適用於圓柱或小截（jié）麵矩形柱（截麵邊（biān）長一般小於800mm），在未失穩狀態下能大幅提高鋼筋混凝土柱的軸壓承載能力。加固的前提條件是構件的核心（xīn）混凝土未被破壞，尚（shàng）具有一定的承載和變形能力。
2.2、CFRP外包鋼筋混凝土加（jiā）固技術
2.3、加固施工要點：
2.3.1、鋼筋混凝土柱加固前的卸荷，此項工作往（wǎng）往被忽（hū）視，混凝土構件在負荷外包CFRP時，外包（bāo）CFRP相對於混凝土柱表麵存在應變滯後，常發生CFRP尚未被（bèi）拉斷混凝土（tǔ）已被壓壞的情況，這種效應使得（dé）CFRP的（de）補強效果降低，不能充分發揮CFRP的高強抗拉性能。
2.3.2、矩形柱拐角倒（dǎo）角的半徑不得小於20mm，柱（zhù）側最好修成外凸麵，減輕角部CFRP的集中應力（lì），很多試驗表明即使如此CFRP的破壞仍然發生在拐角部位。
2.3.3、混凝土構件表麵的修複工作極為重要，其直接影響CFRP對混凝土橫向約束效果。
3、結論
1）碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土柱，能使混（hún）凝土承（chéng）受（shòu）軸向受力（lì）狀態變為三向受力狀態，約束混凝土的承載力和變形能力得到提高，特別對軸壓比不能滿足抗震設計規範要求的鋼（gāng）筋混凝土柱加固效果比較明顯。
2）提高塑性（xìng）鉸區的承載力及（jí）延性（xìng），鋼筋混（hún）凝土柱在地震荷載的重複作用（yòng）下，上下端會首先出現塑性鉸區，承載能力（lì）及延性迅速下降，用CFRP進行纏繞加（jiā）固後，塑性鉸區核心混凝土（tǔ）受到約束極限強（qiáng）度及變形能（néng）力大幅提高。
3）施工技（jì）術（shù）含量低、工藝簡單，約束效果好、抗腐蝕能力強（qiáng），隻需保護不（bú）需要（yào）保養。
4）碳纖維CFRP加固技術並非萬能“處（chù）方”，有其缺點：有機膠（jiāo）耐高溫性能差，高溫環境及防火等級要求高的建築不能使用；不規則（zé）或大截麵矩形柱應有條件使用。