標題：碳纖維加固實驗報告，，本報告旨在探討碳纖維加固技術在混凝土結構中的應用及其效果。通過一系列實驗研究，分析了碳纖維布在不同加載條件下對混凝土試件的增強作用，并與傳統(tǒng)加固方法進行了對比。結果表明，碳纖維加固能夠顯著提高混凝土結構的承載力和延性，減少裂縫寬度，改善整體性能。實驗還揭示了碳纖維布的最佳鋪設角度、長度以及粘結劑類型對加固效果的影響。本研究為碳纖維加固技術的實際應用提供了理論依據(jù)和設計參考。

碳纖維加固實驗報告

一、實驗目的

通過對碳纖維加固的相關實驗，研究碳纖維加固對混凝土結構（如鋼筋混凝土框架）在受力性能、抗震性能等方面的影響，分析碳纖維加固在結構加固工程中的有效性和可靠性。

二、實驗材料與方法

（一）實驗材料

1. 碳纖維材料
   • 在相關研究中，如[2]提到的采用UT70 - 30東麗碳素纖維布，這種碳纖維布具有較高的抗拉強度。它是將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強片材（單向連續(xù)纖維片），用于加固結構。
2. 混凝土結構試件
   • 在[1]的實驗中，采用按1:3縮尺模型設計的鋼筋混凝土框架作為試件。這些試件經過模擬地震作用的水平低周反復荷載試驗后已達到最大承載力、形成機構體系，為后續(xù)研究碳纖維加固對嚴重損傷框架結構的影響提供了基礎。

（二）實驗方法

1. 加固方案設計
   • 以[1]中的加固方案為例，對于已嚴重損傷的框架KJ - 1（加固后命名為KJ - 1A），梁頂粘貼長800mm×寬50mm碳纖維布一層，彎剪區(qū)按100mm寬@100mm粘貼U型箍，裂縫處粘貼U型箍，加載點處粘貼2個U型箍。
   • 柱的兩端均按100mm寬@100mm粘貼環(huán)形箍三道；柱上下端的內外側在豎直方向粘貼長600mm×寬120mm的碳纖維布；為防止柱側豎向碳纖維布在柱底剝離，在柱腳兩側基座上分別粘貼100mm寬的U型箍各一道。
   • 節(jié)點處粘貼水平方向長400mm×寬50mm，豎直方向長300mm×寬50mm的十字形碳纖維布。為防止水平碳纖維布與梁剝離，梁兩端外伸部分均加100mm寬U型箍。
2. 加載方案設計
   • 采用力—位移混合控制的加載方法，如[1]中的實驗，先以力控制進行加載，屈服后改用位移控制。
   • 采用底部剪力法計算各級多遇和罕遇水平地震作用，以此作為試驗加載制度的依據(jù)。

三、實驗現(xiàn)象

（一）裂縫出現(xiàn)與擴展

1. 在[1]的實驗中，以2kN的水平荷載開始加載，加至6kN時左柱下端原結構裂縫處出現(xiàn)第一條寬度為0.05mm的裂縫（加固后的開裂荷載為6kN）。
2. 加至16kN時，在右柱節(jié)點處出現(xiàn)寬度0.3mm的裂縫，且此處鋼筋屈服，柱頂最大位移8.2mm。
3. 當位移加至6△y時，左柱底裂縫寬度擴展為3.0mm，右柱底裂縫寬度擴展至2.5mm，此時構件達到極限狀態(tài)。反向加至 - 6△y時，左柱頂裂縫寬度擴展至2.5mm，右柱頂裂縫寬度擴展至3mm，此時柱底部碳纖維布起鼓，試件達到強度極限，荷載呈下降趨勢。

四、實驗結果分析

（一）滯回曲線分析

1. KJ - 1A滯回曲線
   • 從[1]可知，KJ - 1A的滯回曲線剛開始加載循環(huán)時，荷載—位移曲線近似為直線，滯回環(huán)面積較小。鋼筋屈服后，由于加載位移幅值的增大及循環(huán)次數(shù)的增多，試件的滯回環(huán)面積增大，呈梭形，滯回曲線向位移軸靠攏，位移增長速率大于荷載增長速率。這表明經碳纖維布加固后，嚴重損傷的鋼筋混凝土框架仍具有較好的抗震耗能能力。
2. 不同部位碳纖維布的滯回曲線
   • 對于右柱柱底豎向碳纖維布的滯回曲線，鋼筋屈服前，柱底縱向碳纖維布應變較小，屈服后，改為由位移控制加載，隨著加載位移幅值的增大及循環(huán)次數(shù)的增多，碳纖維布應變也加快增加，說明碳纖維布粘接性能良好。在碳纖維布被拉到極限拉應變前，卸載后應變基本可以全部恢復，因為碳纖維布為彈性材料；試件破壞時，碳纖維