碳纤维布加固混凝土结构是一种新型的混凝土结构加固方法，其中对混凝土柱的抗震加固在工程中应用*多。为此，对6根碳纤维布加固的钢筋混凝土柱的抗震性能进行了试验研究，并着重研究加固后混凝土柱的延性改善和滞回耗能性能。为确定抗震加固量，还基于能量准则分析了加固后混凝土柱的目标延性系数。

　　1试验概况采用如所示的倒T字形试件，柱截面尺寸200mm.共6个试件，试件1为加固对比试件，试件26主要研究碳纤维加固量变化的影响。试件纵向钢筋为8i 16mm，箍筋配置取*小配箍率〗6200mm.碳纤维布采用封闭式加固形式（见）用环氧树脂粘贴包裹，搭接长度为100，搭接缝沿柱子轴向交错布置。碳纤维布厚度为0.111，极限抗拉强度3550MPa，弹性模量为2.35X105MPa.碳纤维没有类似于钢材的屈服点，在达到极限抗拉强度之前均处于弹性状态。

　　各试件轴压比和剪跨比均相同。试件轴压比为0.48，相当于设计轴压比为二级抗震的水平。剪跨试件尺寸及配筋示意国家“九五”重点科技攻关项目（项目号：96-A14- 0403）。**作者：张轲男1976年12月出生博士研究生比均为3.53.试件的主要参数见表1.试验研究的主要参数为碳纤维加固量，其由强剪弱弯系数Vs/VM确定。Vm按MU /a取值，Mu为柱底截面的受弯承载力，a为剪跨。Vs为柱的受剪承载力，根据碳纤维布加固混凝土柱受剪承载力计算公式如下：其中，Vrc为未加固钢筋混凝土抗剪承载力；第二项为加固后碳纤维对抗剪承载力的贡献，根据的研究，碳纤维强度发挥系数为：试件编号混凝土强度碳纤维加固量强剪弱弯系数入CF表1试件主要参数注：试件轴压比均为048剪跨比均为3.试验加载示意如所示。首先施加轴力N= 500kN，并在试验过程中保持稳定。柱顶采用双向油压千斤顶施加水平反复荷载。加载制度按位移转角R控制，先分别在R= 1/5⑴和1/50各循环加载一次；再在R=1/5循环3次，此时试件约达到屈服状态；此后以位移转角增量AR=1/125加载，每级加载各循环3次，直至试件破坏。加载过程通过水平荷载和位移传感器由计算机数据采集系统进行实时监控。

　　5h）的纵筋和箍筋应变用预埋电阻应变片测量；塑性铰区段的外包碳纤维的应变用电阻应变片测量；此外还在塑性铰区段的纵筋上设置4个导杆引伸仪测量纵筋的变形。测量数据均由计算机数据采集系统自动采集。

　　2试验主要结果和延性系数所示为各试件的荷载一位移关系骨架线。

　　当强剪弱弯系数Vs/Vm大于1.0后，试件的*大承载力主要取决于柱底截面的压弯承载力，继续增加碳纤维的加固量，其作用主要是提高了对内部混凝土的约束，使延性得到改善。

　　试件轴压比为0. 48，荷载一位移关系曲线上的屈服点一般均对应纵筋达到受压屈服；久为极限位移，取荷载一位移曲线下降到*大荷载85%时对应的位移值，位移延性系数与总配箍特征值Ucf+Xsv）及强剪弱弯系数关系曲线如所示。由可见，位移延性系数随着强剪弱弯系数的增长也基本上呈线性增长，其理论拟合直线为：卩二一1.当强剪弱弯系数分别为1. 1和1.2时，延性系数可分别达到4.0和5.0，分别满足混凝土结构有关抗震性能要求。

　　与弹性结构体系的地震作用相比，弹塑性结构体系的设计地震作用力可大幅度降低。降低的程度取决于结构的塑性滞回耗能能力。塑性滞回耗能是结构抗震性能的重要指标，其数值越大，表明结构可吸收的地震能量的能力越强，结构抗倒塌能力越大。

　　塑性滞回耗能可由塑性变形耗能和滞回耗能两部分组成。在反复循环荷载作用下，滞回环所包围的面积表示荷载反复交变一周时构件所吸收的能量，由试验实测V―A滞回关系曲线计算得到本次试验各试件总塑性滞回耗能与碳纤维加固量的关系如所示。可见，随加固量的增大，总塑性滞回耗能基本呈线性增长。

　　3滞回耗能与目标延性系数由以上结果分析可见，采用封闭缠绕形式加固fNo）/震回蠢1摩了研究，对于中长周期结构（一般框架结构），得到弹塑性位移与滞回耗能系数卩和结构屈服强度系数认的关系如下：混凝土柱，对其压弯承载力基本没有显著提高，但可显著提高其延性。同时，结构抗震设计容许在强震作用时产生一定的塑性变形，但需要控制其弹塑性位移反应小于变形能力。取柱的弹塑性位移反应令与其屈服位移的比值为目标延性系数的研究表明，结构弹塑性位移反应的大小与结构滞回耗能能力密切相关。滞回耗能能力可采用滞回耗能系数卩表示，其定义（见）为滞回环ABCDA的面积与理想弹塑性滞回环AFCGA（=4Fy（dp―dy））的面积的比值。该系数在01之间变化，P=0时，相应结构为无滞回耗能情况；1时，相应结构为理想弹塑性滞回耗能情况。

　　碳纤维布加固钢筋混凝土柱滞回耗能分析及目标延性系数确；199-201ChinaAcademicloumaElectronicPu.分析上式可知，对于同样的屈服强度系数a滞回耗能系数3越大，*大弹塑性位移dp越小。因此，当滞回耗能系数3=0时，可得上述关系式的上限，即为Newmark的等能量准则；取3= 1即滞回耗能达到*大情况时，可得关系式（5）的下限。

　　中对RC结构取3=0.33，实际上，滞回耗能系数3随结构滞回次数的增加而变化，不是常数，由式⑷知：代入式（5），推导得：采用时程分析方法，对一系列弹性和弹塑性单自由度体系的*大位移反应进行了计算，弹塑性体系采用Clough双线性刚度退化型滞回模型，卸载刚度系数取7=0.4.考虑到框架结构一般为中长周期情况较多，输入地震动分别取1940E1Centro（NS）和1952Taft（EW）地震波，计算结果与上述理论推导的关系式的对比见和，可见，式（6）与试验值吻合良好且为试验值的上限。

　　由式（7）可画出a―“关系曲线，0为采用碳素纤维布加固后混凝土柱的理论计算结果，屈服强度系数a =Fy/Fe，弹塑性体系的*小屈服强度Fy可由结构本身计算得出，初始刚度与弹塑性体系相同的弹性体系的*大地震力反应Fe可由输入地震作用力求得；目标延性系数糍为结构所需*小延性系数，如图所示，常见混凝土柱屈服强度系数a=0.150 4，目标延性系数糍=2由以上分析结果可知，对于破坏前采用碳纤维布加固的混凝土柱的延性设计公式为：弱弯系数确定；（a）―ElCentro地震作用下；（b）―Taft地震作用下（a）―ElCentro地震作用下；一Taft地震作用下4结论通过对6根碳纤维布加固混凝土柱的试验研究和分析，可以得出以下结论：（1）用碳纤维布加固混凝土柱后，在地震荷载作用下，试件滞回耗能能力逐渐增强，抗震性能得到显著改善。

　　（2）通过耗能分析得出了加固后混凝土柱的滞回耗能系数卩与目标延性系数樵的关系，基于能量的概念，确定了目标延性系数叫的计算公式，进而确定了被加固柱的碳纤维用量。