碳纤维作为一种新型加固材料，正日益广泛的应用到工程项目中来。近几年来,日本和西方一些国家的研究人员进行了大量的研究。对纤维类材料抗剪加固的研究,最早是由麻省理工学院的Berset教授负责进行的,他所使用的材料是玻璃纤维。Berset教授对混凝土梁的加固方法是,在梁的剪弯区段内,用环氧类粘接剂将玻璃纤维织物粘贴到梁的两个侧面,从而达到抗剪加固的目的。Berset教授根据试验,还提出了一个模型,他认为纤维类材料对混凝土梁抗剪性能的作用与箍筋相类似,作用的大小取决于试验中纤维材料所能达到的最大应变。
    此后,更多的人开始了这方面的研究,研究主要集中与以提高混凝土梁斜截面承载力为目的的斜截面加固。众多的研究认为,纤维类材料对钢筋混凝土梁斜截面承载力的提高作用明显,而且所起的作用与箍筋类似。
    众多文献和试验结果均表明碳纤维布在混凝土构件中的受剪承载力的发挥类似于箍筋。以下将基于“桁架一拱”模型,从理论上推导钢筋混凝土构件的受剪承载力公式,并分析外包碳纤维布所发挥的作用,从而得到碳纤维布加固钢筋混凝土构件受剪承载力的建议公式。

1、桁架模型

    桁架机构的计算简图如图1所示。AGF区为斜裂缝带,存在有一定角度功的斜压应力场。由于外包碳纤维布的存在,对混凝土有约束的作用,所以在斜裂缝区域,桁架模型中混凝土压杆实际受压的有效面积增大,近似认为全截面受压。

图1  桁架机构计算简图

　　定义桁架机构的箍筋有效配箍率为：

                               (1)

　　碳纤维布的折算配箍率为：

                               (2)

　　是指穿过范围内碳纤维的横截面积。

　　考虑到碳纤维布应力发挥的不均匀性，碳纤维布强度折减系数,即取碳纤维布在发挥作用时的实际强度为。

    在图1中沿直线AG取剖面，取下半部分隔离体得到图2，取上半部分得图3，由图2，桁架模式中承担剪力为：

         ①