加固新宠：预应力碳纤维板加固系统

一说到预应力混凝土结构，很多工程师第一反应是采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋等的混凝土结构，其实施加预应力除了采用钢的材料以外，纤维增强复合材料也越来越多的应用到预应力混凝土结构中。

《预应力混凝土结构设计规范》JGJ 369-2016对纤维增强复合材料预应力筋的解释为：由多股连续芳纶纤维复合材料或碳纤维复合材料采用聚酰胺树脂、聚乙烯树脂或环氧树脂等基底材料胶合后，经过特制的模具挤压、拉拔成型的纤维增强复合塑料预应力筋，简称FRP预应力筋。

这其中应用最多的是预应力碳纤维板加固系统，《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013第11.1.1条规定，预应力碳纤维复合板加固法适用于截面偏小或配筋不足的钢筋混凝土受弯、受拉和大偏心受压构件的加固。

预应力碳纤维板加固系统

预应力碳纤维板加固系统

预应力碳纤维板加固实例

采用预应力碳纤维板加固有以下优势：

1、可以在不卸载的情况下进行有效加固。

2、加固后不几乎不增加结构重量。因为所用的碳纤维材料具备轻质、高强、耐老化的特点，所以加固后几乎不增加自重和体积，是非常理想的梁板加固解决方案。

3、可变被动加固为主动加固。使CFRP（碳纤维增强复合材料）在二次受力之前就有较大的应变，充分发挥CFRP的高强特性，从而有效减小甚至消除CFRP片材应变滞后的现象，达到更好的加固效果。

4、预应力产生的反向弯矩，可抵消一部分初始荷载的影响，提高使用阶段的承载力，使构件中原有裂缝宽度减小甚至闭合，并限制新裂缝的出现，从而提高构件的刚度，减小原构件的挠度，改善使用阶段的性能。

5、碳纤维的变形＝初始变形＋荷载引起的变形，而对应这两部分变形的胶粘剂剪切变形又分别分布于构件的两端和跨中区域，使得胶粘剂的剪切变形分布更为均匀，可有效避免粘结破坏。

6、粘贴预应力碳纤维板可以与原结构一起工作，能满足平截面假定，能有效提高结构的刚度。

7、分散布置的预应力碳纤维板应材料轻质，单条预拉力小，锚固座轻且简单，无需大型的施工设备，施工难度小，施工速度快，质量控制易。

8、碳纤维板材料的耐久性远远优于钢材，后期养护费用很低。

当然，目前关于纤维增强复合材料预应力筋混凝土结构的研究仍不充分，而且以前主要用在桥梁结构中，对于建筑结构中的工程实践更少，所以《预应力混凝土结构设计规范》JGJ 369-2016规定，纤维增强复合材料暂不考虑基于结构延性变形能力的混凝土框架抗震设计情况。同时，纤维增强复合塑料筋受压强度显著低于其受拉强度，且并不可靠。因此，纤维增强复合塑料筋只应被设计为承受拉力，不能被设计为承受压力。

预应力碳纤维板加地库坡道板