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随着基础研究和工程应用的不断发展，外贴碳纤维布加固混凝土结构技术在土木工程中得到了广泛的应用。但从大量的实验研究和工程实践中发现，普通外贴碳纤维布加固技术存在技术缺陷：碳纤维布在钢筋屈服以后，它的高强的特性才能发挥出来，但此时构件的挠度变形已经很大，裂缝扩展已经比较严重，这样构件已经不能满足正常使用的要求；普通碳纤维布加固技术对构件的刚度提高不大，无法有效抑制构件的挠度变形和裂缝扩展；粘结材料的剪切强度一定，随着界面传递的剪应力不断增大，剪切变形不断增长，碳纤维布与混凝土将发生剥离，使碳纤维布的强度不能得到充分利用，从而影响加固效果.这些缺陷在很大程度上限制了碳纤维布在土木建筑加固修复领域的进一步应用和发展。
研究人员借鉴预应力混凝土结构技术的原理，采用了对碳纤维布先施加预应力，再粘贴到构件的表面，即预应力碳纤维布加固技术。实验研究证明，预应力碳纤维布加固技术是一项非常有效的加固技术。它有着普通碳纤维布加固技术无法比拟的众多优势：可以充分利用碳纤维布轻质高强的特点，能极大提高构件的开裂荷载、屈服荷载；可以有效缓解碳纤维布的应力滞后问题，限制钢筋应力的增长；可以有效延迟构件的开裂，限制裂缝的形成、发展，减少裂缝的宽度和挠度变形；显著改善结构的工作性能。
在预应力碳纤维布加固混凝土结构技术中，预应力损失和锚固方式的研究是两个非常关键的问题。本文结合国家863计划项目《高性能低成本复合材料在现代土木工程中应用的关键技术与材料研究开发》和国家自然科学基金项目《高性能纤维增强复合材料在土木工程中应用的基础研究》的工作，对两个关键问题进行了深入研究。
根据实验中所使用的设备以及张拉工艺，对张拉过程中装置变形造成的损失、粘贴碳纤维布过程中的损失、放张碳纤维布时的损失、材料特性造成的长期损失的产生机理作了分析并对各项损失进行了测量。实验中重点对碳纤维布放张时的损失作了深入研究，通过对两组试件共计7根实验梁的研究，对预应力水平、端部锚固、碳纤维布层数等主要影响因素作了详细分析，提出了计算预应力损失的估算公式。本文详细分析了放张预应力碳纤维布后，碳纤维布的应变分布、钢筋、混凝土的应变分布及混凝土构件的反拱等，这些都为更好的理解放张阶段的受力特点打下基础。借鉴预应力混凝土结构理论，提出了碳纤维布预应力传递面积的概念，明确其定义，提出估算公式并详细分析其影响因素，为预应力碳纤维布加固混凝土结构设计理论体系的建立提供了基础。文中还提出了碳纤维布的有效预应力的计算方法，讨论了减少预应力损失的措施，有利于此项技术在土木工程界的推广实施。另外，本文完成了对7根实验梁的U形箍锚固效果的研究，分析了碳纤维布端部及中部U形箍的布置原则，详细研究了施加U形箍锚固后的锚固效果、试件破坏模式、梁底粘结剪应力、碳纤维布应变分布、粘结界面性能的变化等。这些工作为完善预应力碳纤维布加固设计理论体系，进一步推动预应力碳纤维布加固混凝土结构技术在土木建筑加固修复领域的应用和发展打下了坚实的基础。