碳纖維布加固橋梁受力分析
碳纖維布新材料的發(fā)現(xiàn)是土木工程發(fā)展新的推動力，碳纖維布加固法也被視為梁式橋加固補強、提高承載能力，尤其是當(dāng)高度受限制時的優(yōu)選加固方法，其施工工藝亦較簡單。今天，我們就來探討一下碳纖維布加固橋梁受力的特點。
1.將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布用粘結(jié)材料粘貼到梁體底面或箱梁內(nèi)壁上,使其與原結(jié)構(gòu)布置的鋼筋一道共同承受拉力,以提高舊橋的承載能力。與其他加固方法相比，碳纖維布保證在設(shè)計荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力,且改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布程度小。
2.沿橋梁的主拉應(yīng)力方向(或與裂縫正交方向)粘貼碳纖維布,兩端分別設(shè)置錨固端,可約束混凝土表面裂縫，防止裂縫擴大,提高構(gòu)件抗彎剛度、減少構(gòu)件撓度、改善梁體受力狀態(tài)。
3.應(yīng)根據(jù)實際情況合理使用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁式橋,因碳纖維布在加固混凝土構(gòu)件時,在提高受彎承載力的同時還影響受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)。當(dāng)碳纖維布用量過多時,構(gòu)件的破壞形態(tài)由碳纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐摹＿€因碳纖維為完全彈性材料,它與鋼筋共同工作會減弱鋼筋塑性性能,碳纖維布用量過多,構(gòu)件延性將有所降低。
4.碳纖維布加固后橋梁結(jié)構(gòu)物后破壞形式變化為突然性(拉斷或剝離等脆性破壞),其承載力極限狀態(tài)應(yīng)按碳纖維抗拉強度的2/3進行抗彎承載力計算,不能按普通鋼筋混凝土考慮。
5.碳纖維布可提高混凝土梁抗剪承載力,其作用機理類似箍筋,同時還能明顯改善構(gòu)件的變形性能,增強構(gòu)件的變形能力。

碳纖維布加固技術(shù)在建筑上的應(yīng)用
目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)己成為現(xiàn)代建筑、構(gòu)筑物常用的結(jié)構(gòu)形式，成為我國乃至世界各國占主導(dǎo)地位的建筑結(jié)構(gòu)，在我國經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著不可代替的作用。因此，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全使用具有重大的現(xiàn)實意義。但是由于自然災(zāi)害、年久失修以及人為因素、荷載等級提高和設(shè)計規(guī)范修訂等原因?qū)е陆ㄖY(jié)構(gòu)承載力不足，影響正常使用和安全運行，須對其進行加固處理；加之一些結(jié)構(gòu)工程中混凝土的質(zhì)量不盡理想，致使加固維修問題更為突出，己成為經(jīng)濟建設(shè)的沉重負擔(dān)并制約了進一步的發(fā)展。
加固改造具有三個突出的優(yōu)點：投資少、工期短、省空間，這些都會帶來顯著的經(jīng)濟效益，特別是時間和空間的節(jié)省，對工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動來講，在效益方面往往起著決定性的作用。對承載力不足的工程結(jié)構(gòu)進行修復(fù)加固，不僅可以使的生命及財產(chǎn)得到保障，還可以盡可能地發(fā)揮既有結(jié)構(gòu)的作用，緩解人力、物力、資金緊張的情況，使資金投到需要的地方。
現(xiàn)有的加固方法
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)越來越受到人們的重視，人們在長期地研究與實踐過程中，形成了多種加固方法，傳統(tǒng)的加固方法有以下幾種①：
1）增大截面法
通過使用同質(zhì)材料增大原結(jié)構(gòu)的截面面積，來提高構(gòu)件承載力，同時加大截面剛度，增強抗震能力，工藝簡單，適用面廣。缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)多，施工周期長，對原結(jié)構(gòu)影響較大，如：減小使用空間，增加結(jié)構(gòu)自重等。
2）外包鋼法
以型鋼包裹于結(jié)構(gòu)的四角或兩角，對構(gòu)件的截面和外觀影響較小，較大幅度地提高承載力，施工簡單，工作量小，增大延性，適用于加固混凝土柱、梁等結(jié)構(gòu)；缺點是用鋼量較大，抗腐蝕性和耐久性差，費用高。
3）預(yù)應(yīng)力加固法
采用外加預(yù)應(yīng)力拉桿或型鋼撐桿進行加固，降低應(yīng)力水平，提高承載力，幾乎不改變使用空間。缺點是耐火性、耐腐蝕性較差，且對施工設(shè)備、工序及施工人員的素質(zhì)要求較高。
4）增設(shè)支點法
增設(shè)支點是用減少構(gòu)件計算跨度，從而減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力，提高承載力，并且縮小裂縫寬度效果明顯。缺點是影響原結(jié)構(gòu)布局，使用功能受到限制。
5）托梁拔柱法
是一種托屋架拔柱、托墻拔柱及托梁拔柱的加固方法，改造時間短、費用低，缺點是技術(shù)要求高、安全隱患大。適用于工業(yè)廠房的改造。
6）粘鋼加固法
粘鋼加固法是將鋼板粘貼在構(gòu)件外部來提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。該方法幾乎不改變構(gòu)件外形和使用空間，施工簡單快速，濕作業(yè)量小，但對構(gòu)件工作環(huán)境有要求，環(huán)境溫度不高于60℃，相對濕度不大于70%，無化學(xué)腐蝕。
傳統(tǒng)加固方法雖然種類較多，且每種加固方法都有各自的優(yōu)點，但每種方法加固的綜合效果都不能完全滿足使用者的要求。隨著碳纖維增強塑料的出現(xiàn)及對其增強加固混凝土結(jié)構(gòu)效果研究的深入，這種加固技術(shù)越來越受到建筑行業(yè)的青睞，其應(yīng)用越來越廣泛。
碳纖維加固技術(shù)的優(yōu)點
碳纖維增強塑料（CarbonFiber Reinforced Plastics，下稱CFRP,常以碳纖維布的形式出現(xiàn)），具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、耐久性及抗腐蝕性等特點。該材料是在日本發(fā)明的，早應(yīng)用于航空航天，國外早對纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進行研究的是德國IBMB研究院和瑞士的EMPA實驗室，日本、韓國和美國緊隨其后，碳纖維塑料對鋼筋混凝土進行修復(fù)加固在發(fā)達國家已成為一項成熟技術(shù)②。
與傳統(tǒng)加固方法比較，碳纖維增強塑料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在③：
1）強度高、延性好
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性質(zhì)，抗拉強度2500-4500MPa（是普通鋼材的10倍左右），彈性模量是普通鋼材的1-2倍。以其強度來提高承載力，以其高彈性模量來改善結(jié)構(gòu)的延展性，從而達到加固的目的。
2）耐久性和耐腐蝕性好
由于其固有的化學(xué)特性，致使碳纖維布能夠抵抗一般酸堿鹽的腐蝕，有良好的耐腐蝕性和耐久性，而且其本身還可以起到對內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的保護作用，間接增加了混凝土保護層，從而達到雙重效果。
3）不增加構(gòu)件的自重及體積
碳纖維布質(zhì)量輕，厚度薄，粘貼后基本不增加結(jié)構(gòu)自重和尺寸，不影響建筑物的有效使用空間和外觀。
4）適用面廣
碳纖維布是一種柔性材料，可以方便地裁剪，所以這種加固技術(shù)可以廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型（如橋梁、隧道、涵洞、煙囪等）、各種結(jié)構(gòu)形狀（如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等）、各種結(jié)構(gòu)部位（梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼等），且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀，這是傳統(tǒng)加固方法所不具有的。
5）施工便捷高效
碳纖維布加固，無大型機具，沒有濕作業(yè)，占用場地少。施工工效高，粘貼碳纖維法是粘貼鋼板施工工效的4-5倍。施工質(zhì)量易保證，碳纖維預(yù)浸料輕質(zhì)柔軟，易貼附，即使被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整，也可以保證很高的粘貼率。
碳纖維布的這些特點，為建筑結(jié)構(gòu)的加固提供了技術(shù)支持，決定了碳纖維加固技術(shù)具有很大的經(jīng)濟價值和社會效益。
碳纖維加固材料發(fā)展及其缺點
然而，隨著碳纖維材料在加固領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的同時，也存在著不足：
1）拉伸彈性模量相對于其強度過低
應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固的碳纖維拉伸強度一般在3000MPa以上，而其彈性模量只有230GPa左右，高彈性模量的也不過380-640GPa 左右。要發(fā)揮較大的強度，碳纖維布需相當(dāng)大的變形，當(dāng)與鋼筋共同工作時，鋼筋達到屈服強度時CFRP并未發(fā)揮出全部強度，從而無法充分利用碳纖維的強度，且難以有效地抑止結(jié)構(gòu)的變形與裂縫的發(fā)展。
2）混凝土與碳纖維間的粘結(jié)層易破壞
環(huán)氧樹脂粘結(jié)層的剪切強度與剪切變形是一定的，超過極限應(yīng)變后，粘結(jié)層將產(chǎn)生界面微裂縫，隨著微裂縫的不斷擴展，后發(fā)生剝離破壞，所以粘貼CFRP片材加固有其限度，過量粘貼會導(dǎo)致界面無法傳遞足夠的剪應(yīng)力使得CFRP的強度無法得到充分利用，并且在構(gòu)件承受較大荷載時容易出現(xiàn)粘結(jié)破壞。
現(xiàn)有的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面，當(dāng)試件的表面有一定的曲率時，CFRP在受拉的同時還會承受一個由曲率帶來的剝離應(yīng)力，這也會加快構(gòu)件的粘結(jié)破壞。
3）無屈服點，為脆性破壞
碳纖維布是一種線性材料，沒有像鋼筋那樣的屈服點，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞前沒有先兆，為脆性破壞。
粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性對比
現(xiàn)代建筑中，粘鋼加固和碳纖維加固應(yīng)用較多，此處將兩種加固方法進行對比：
碳纖維布輕質(zhì)高強，厚度為0.111-0.167mm，抗拉強度高，為普通鋼材的8-10倍，但各向異性，即抗拉強度高但抗剪強度低；施工更為簡便，施工速度為粘鋼的2-3倍。
鋼板的物理力學(xué)性能為各項同性，受力性能好；施工時需夾具和施工機具，施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)地迅猛發(fā)展，各類建筑結(jié)構(gòu)的適用性和安全性被廣泛關(guān)注，如何在確保安全的前提下，低投資帶來高回報，成為新時代的焦點。以醫(yī)院等公共建筑為例，新的醫(yī)療設(shè)備或者結(jié)構(gòu)功能調(diào)整，對原有結(jié)構(gòu)提出了需求，如何在短的時間內(nèi)達到要求，盡可能減少對社會的損失，都值得我們認(rèn)真思考。
碳纖維布具有強度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點，在建筑加固中具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進步，新的加固材料、新的加固技術(shù)，必將為建設(shè)注入新的色彩。

碳纖維布加固施工方案及流程
碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。我國的這項技術(shù)起步很晚，但隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),譽為:加固補強新斗士。




碳纖維加固與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關(guān)注。
(1)抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍。
(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。
(3)耐久性好，可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。
(4)施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。
(5)適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進行加固?？纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
用途：
·混凝土結(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
·隧道、港灣設(shè)施、煙囪、倉庫、廠房的加固。
·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護和加固。
碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補強。
將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強材料(單向連續(xù)纖維);用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上，形成一個新的復(fù)合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性。
工藝流程可以歸納為：施工準(zhǔn)備→放設(shè)施工線→基面處理→刷抹漆底膠→刮膩子→粘貼碳纖維布→表面養(yǎng)護→涂刷碳纖維膠。
1.混凝土表面處理
①、將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。
②、對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，進行修補、復(fù)原。
③、裂縫修補：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
④、打磨：將構(gòu)件表面凸出部分(混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等)打磨平整，修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。
⑤、清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
2.缺陷部位涂刷底膠將配好的底膠(粘結(jié)劑)，用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
3.構(gòu)件表面殘缺面的修補。用環(huán)氧膩子對構(gòu)件表面殘缺面的修補是十分重要的一步，要點如下：
①、膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。
②、構(gòu)件表面凹陷部位用環(huán)氧膩子填平，修復(fù)至表面平整。在殘缺修補中使用環(huán)氧膩子時，要在氣溫-5℃以上，相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，應(yīng)再用砂紙打磨平整。
4.涂刷底膠：將配好的底膠(粘結(jié)劑)，用滾筒均勻涂刷于需要粘結(jié)的砼表面。
5.粘貼碳纖維：粘貼碳纖維材料之前，首先應(yīng)確認(rèn)粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對濕度RH>85%時，如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料，每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞，材料的裁切數(shù)量應(yīng)按當(dāng)天的用量裁切為準(zhǔn)。碳纖維接頭必須搭接100mm以上。該部位應(yīng)多涂樹脂，其施工工藝要點如下：
①、粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準(zhǔn)。
②、粘貼時，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣?？捎霉ぞ哐刂w維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。
6.養(yǎng)護粘貼碳纖維材料后，需自然養(yǎng)護1-2小時達到初期固化，應(yīng)保證固化期間不受外界干擾和碰撞。
7、涂裝。若加固補強構(gòu)件需要防火時，可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應(yīng)在樹脂初期固化后進行，并應(yīng)遵守所用涂料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)定。
1)碳纖維單向織物布復(fù)合材,200克,250克,300克,以及碳纖維條形板
2)S玻璃布,(玄武巖布),單向織物(布)復(fù)合材,300克--450克
3)E玻璃纖維單向織物(布)300克--450克
4)改性環(huán)氧樹脂,用于粘貼纖維布碳素纖維加固材料是高強度碳纖維單向排列,用微量的樹脂浸滲后作為混凝土的修復(fù)補強材料，其抗拉強度大約是鋼筋的10倍，并且具有重量輕、高彈性、高強度、高耐久性等特性。目前常用的碳纖維加固材料有國產(chǎn)的上海悍馬,進口的有日本東麗,臺灣重億,美國赫氏Hexcel,新日本石油等
主要機具有砂輪切割機、角磨機、滾刷等，一般在2～4臺即可滿足工程要求。
每100平米面積碳纖維加固安排4名技術(shù)工人、6名普工。碳纖維布的施工應(yīng)由具過硬施工工藝技術(shù)的專業(yè)施工隊伍完成，并應(yīng)精心組織、精心施工.
1.所有進場材料，包括悍馬碳纖維材料和膠粘劑材料，必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并具有出廠產(chǎn)品合格證，符合工程加固補強設(shè)計要求。
2.碳纖維材料在運輸、儲存中不得受擠壓，以免碳纖維受損，也不得直接日曬和雨淋，膠結(jié)材料應(yīng)陰涼密閉儲存。
3.各工序的施工質(zhì)量，由技術(shù)人員負責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督，每一道工序完成后提請技術(shù)員檢查、認(rèn)可后，才能進行下道工序。
4.涂底層涂料應(yīng)涂刷均勻、不得漏涂，嚴(yán)禁在不適合氣溫條件下施工，添加溶劑稀釋后的涂料應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)用完。溫度低于7℃，相對濕度RH<85%，混凝土表面含水率在8%以下，無結(jié)露現(xiàn)象時，必須使用改性環(huán)氧樹脂。
5.構(gòu)件表面殘缺修補構(gòu)造物表面小孔、內(nèi)角必須用環(huán)氧膩子修補平整，膩子涂刮后，表面仍存在的不平糙紋，應(yīng)再用砂紙磨平。
6.粘貼碳纖維
①貼碳悍馬碳纖維材料時須符合下述條件：a、碳纖維材料應(yīng)按規(guī)定裁切。b、氣溫、空氣濕度、構(gòu)件表面含水率等符合要求。c、底層涂料及膩子達到指觸干燥(樹脂表面達到固化硬結(jié))。d、粘結(jié)樹脂的類型與施工時的氣溫適合，主劑和固化劑、固化促進劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)用完。
②碳纖維粘貼的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)：a、下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。b、碳纖維粘結(jié)嚴(yán)實。c、對于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10個可認(rèn)為合格;若每平方米在10個以上，則認(rèn)為不合格，需進行補修。對于直徑在30mm以上的空鼓，只要出現(xiàn)，即認(rèn)為不合格，需進行補修。d、順纖維方向搭接長度不小于100mm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上，層間必須錯開至少250mm。e、碳纖維材料規(guī)格，粘貼位置、長度、寬度、纖維方向、層數(shù)符合規(guī)定。
7.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2011。
碳纖維加固，只要設(shè)計合理，與一般的粘貼鋼板法比較費用差不多，但碳纖維加固法施工便捷，工效高，沒有濕作業(yè)，不需現(xiàn)場固定設(shè)施，施工占用場地少，在施工工期、施工條件方面具有明顯的優(yōu)勢。碳纖維加固法加固效果好，高強高效，適用面廣，質(zhì)量易保證，耐腐蝕及耐久性能。采用碳纖維加固修補后，基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。碳纖維加固具有輕質(zhì)、高強、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點。其抗拉強度是同等截面鋼材的7-10倍。用碳纖維加固材料修復(fù)補強混凝土結(jié)構(gòu)是近來發(fā)展而成的新型工法，與混凝土結(jié)構(gòu)形成一體共同工作，利用碳纖維材料的抗拉強度達到的增強構(gòu)件承載能力及剛度的目的。這項技術(shù)具有施工簡便快捷、安全可靠、耐久性好，能適應(yīng)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)外形，不影響原結(jié)構(gòu)的外觀等諸多優(yōu)點。已在混凝土結(jié)構(gòu)抗震修復(fù)加固補強工程中得到廣泛的應(yīng)用。

碳纖維布加固破壞原理及施工工藝
據(jù)了解碳纖維布加固技術(shù)在90年代在我國建筑工程和橋梁隧道工程領(lǐng)域中開始被應(yīng)用，在早期其加固費用昂貴，碳纖維布加固技術(shù)的發(fā)展被限制，隨著我國科技實力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價不斷降低，使的碳纖維布加固技術(shù)日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應(yīng)用領(lǐng)域中得到了全面推廣。
碳纖維布加固混凝土柱：
采用碳纖維布對混凝土進行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強度和對混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁：
根據(jù)實驗研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：
1、界限破壞，當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng)，在受壓混凝土達到極限應(yīng)變的時候，受拉區(qū)纖維剛好達到極限強度，此時材料的強度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達值；
2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區(qū)混凝土被壓壞，碳纖維未達到極限應(yīng)變；
3、少筋破壞，受拉鋼筋先達到屈服，然后碳纖維片材超過極限拉應(yīng)變，并達到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時受壓區(qū)混凝土尚未破壞；
4、超筋破壞，加固量過大，受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土被壓壞；
5、粘接破壞，在達到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。
與此同時，碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化，從而導(dǎo)致銹蝕，應(yīng)對裂縫進行修補。對裂縫進行修補過后，在采用碳纖維布進行加固，大致過程如下：
1、首先按照圖紙要求進行定位放線；
2、采用硬毛刷對混凝土表面進行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀；
3、按設(shè)計要求裁剪碳纖維布；
4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對碳纖維布進行防護；
5、待膠固化后，對粘貼碳纖維布進行驗收。
總而言之，碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點，為結(jié)構(gòu)安全保駕護航。與此同時，碳纖維布加固除了對開裂的梁板進行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復(fù)工程中應(yīng)用。