一、抗彎加固性能
在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)粘貼碳纖維，可有效提高其承載能力，抑制裂縫擴(kuò)展。碳纖維加固后混凝土結(jié)構(gòu)的破壞特征與普通混凝土結(jié)構(gòu)以及粘鋼加固的混凝土結(jié)構(gòu)有較大的區(qū)別，其承載力的計算方法也不相同。國內(nèi)外學(xué)者的研究主要集中在碳纖維加固混凝土梁的抗彎性能、破壞形態(tài)、承載力計算、影響參數(shù)以及碳纖維加固后混凝土梁的截面變形、裂縫開展等方面。近幾年來，不少學(xué)者對負(fù)載狀態(tài)下碳纖維加固梁展開了受力性能試驗(yàn)研究和理論分析，試圖建立考慮二次受力的抗彎承載力計算方法、滯后應(yīng)變及跨中撓度的計算公式。
二、抗剪加固性能
在混凝土梁的受剪區(qū)側(cè)面粘貼碳纖維能有效提高其抗剪能力，工程中常用的受剪加固方法有側(cè)面粘貼、U型粘貼和包裹粘貼3 種方式，其中以包裹粘貼效果最好。影響碳纖維抗剪加固性能的主要參數(shù)有梁的配箍率、混凝土強(qiáng)度、碳纖維配筋率、梁的剪跨比、碳纖維的粘貼方式與錨固性能、碳纖維及粘結(jié)膠本身的材料性能等。目前，國內(nèi)外對抗剪加固的研究主要包括破壞機(jī)制和承載力的計算等方面，其中承載力計算的理論模型，一般是在鋼筋混凝土構(gòu)件桁架理論模型的基礎(chǔ)上，增加碳纖維對抗剪承載力貢獻(xiàn)項(xiàng)。
三、抗震加固性能
通過外包碳纖維約束塑性鉸區(qū)混凝土以提高混凝土的極限壓應(yīng)變，可提高構(gòu)件延性，有利于結(jié)構(gòu)的抗震加固。目前國內(nèi)外不少學(xué)者進(jìn)行了外包碳纖維加固混凝土柱、梁柱節(jié)點(diǎn)乃至框架的抗震性能試驗(yàn)研究、理論分析和工程應(yīng)用研究，提出了相應(yīng)的碳纖維約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的計算模型。
研究表明，側(cè)向約束模量和側(cè)向約束強(qiáng)度是影響碳纖維約束混凝土結(jié)構(gòu)延性特征和滯回耗能性能的兩個重要參數(shù)。此外，研究在鋼管混凝土和套管混凝土的研究基礎(chǔ)上，首次提出了約束鋼管混凝土的概念，在這種新型鋼管混凝土柱中，為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，在可能出現(xiàn)塑性鉸的部位設(shè)置了碳纖維橫向附加約束。附加套箍能有效地防止或延遲鋼管混凝土柱中通長的鋼管在塑性鉸區(qū)域發(fā)生局部屈曲，提高了結(jié)構(gòu)的承載性能與延性，從而改善抗震性能。國內(nèi)外已有許多應(yīng)用碳纖維加固房屋結(jié)構(gòu)柱與橋柱的成功案例。為方便施工，還開發(fā)出了碳纖維自動纏繞系統(tǒng)。
四、抗疲勞加固性能
碳纖維片材加固構(gòu)件的疲勞分為彎曲疲勞和剪切疲勞2種，根據(jù)荷載形式又可分為常幅荷載和變幅荷載下的疲勞問題。碳纖維片材加固構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度，除了與原有混凝土結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力有關(guān)外，還與碳纖維加固部分的疲勞斷裂能力以及碳纖維片材與混凝土界面的抗疲勞破壞能力有關(guān)。混凝土抗彎疲勞理論可以用來評價原有混凝土結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力，碳纖維片材自身的抗疲勞能力可以通過材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)解決，但關(guān)于碳纖維片材與混凝土的界面的抗疲勞破壞能力的研究積累甚少，目前僅有少量試驗(yàn)結(jié)果，這些研究表明，在重復(fù)、移動荷載作用下，界面的粘結(jié)能力有下降的趨勢。
五、預(yù)應(yīng)力技術(shù)
對于撓度過大的受彎構(gòu)件或開裂嚴(yán)重的混凝土梁、板，簡單的碳纖維貼片加固法難以有效地增強(qiáng)其剛度，材料的作用得不到充分利用。采用預(yù)應(yīng)力碳纖維加固技術(shù)可平衡加固梁的部分荷載，有效減少加固梁的撓度變形，延緩梁開裂，減少裂縫寬度，降低早期剝離破壞的可能性，提高梁的承載力。目前，一些學(xué)者對碳纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在不同負(fù)載下的碳纖維預(yù)應(yīng)力張拉工藝、端部錨固措施、預(yù)應(yīng)力損失及承載力計算、界面應(yīng)力傳遞及抗疲勞性能等方面進(jìn)行了一些試驗(yàn)研究和理論分析，并開始了工程實(shí)際應(yīng)用。
六、耐久性加固性能
國內(nèi)外對碳纖維加固混凝土構(gòu)件的耐久性能開展了多項(xiàng)內(nèi)容的試驗(yàn)研究，研究參數(shù)包括構(gòu)件類型（梁、柱）、碳纖維類型（AFRP，CFRP，GFRP）、粘貼方式（環(huán)向、軸向）、環(huán)境類型（室溫、干濕、凍融）、樹脂類型等。研究表明，在惡劣環(huán)境下CFRP比GFRP性能好，干濕作用下，CFRP約束試件的強(qiáng)度與延性沒有降低，剛度得到提高，而GFRP約束試件的強(qiáng)度與延性都降低了，剛度未受影響；凍融循環(huán)作用下，CFRP和GFRP約束試件的強(qiáng)度與延性顯著降低，剛度未受影響，與室溫及干濕循環(huán)作用下試件相比，受凍融作用試件的破壞方式更具災(zāi)害性。海水腐蝕后，普通鋼筋混凝土梁、柱與CFRP加固鋼筋混凝土梁、柱的承載力都降低，但CFRP加固混凝土梁的剛度幾乎未受到任何影響。
七、砌體結(jié)構(gòu)加固性能
國外大量文獻(xiàn)研究了碳纖維片材加固混凝土砌塊墻與磚墻的抗剪性能、平面外與平面內(nèi)抗彎性能、沿通縫的抗剪性能、單調(diào)荷載作用下的短期力學(xué)性能、低周往復(fù)荷載試驗(yàn)以及模擬地震荷載試驗(yàn)，并給出了碳纖維加固砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議；
對采用碳纖維纏繞加固磚柱的力學(xué)性能、磚拱和穹頂?shù)募庸绦阅芤策M(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，墻體的破壞形式由加固前的脆性剪切破壞變成了加固后延性彎曲破壞，極大提高墻體的變形能力、強(qiáng)度和延性，能有效減小剪切變形，改善結(jié)構(gòu)整體的延性與抗震性能，提高砌體結(jié)構(gòu)的承載力。從國內(nèi)研究現(xiàn)狀看，大部分的內(nèi)容集中在碳纖維加固后的墻片在平面內(nèi)水平低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能研究上，研究結(jié)果表明，碳纖維加固能夠明顯提高墻體的平面內(nèi)水平抗剪強(qiáng)度，增強(qiáng)變形能力，改善結(jié)構(gòu)的延性。
八、鋼結(jié)構(gòu)加固性能
碳纖維除了用于鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕、防老化及其他一般性的加固外，對鋼結(jié)構(gòu)建筑及鋼制品等的加固方法革新也越來越成為人們所關(guān)心的問題。目前研究重點(diǎn)主要圍繞碳纖維對鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)加固、界面黏結(jié)性能及荷載的傳遞效應(yīng)、承載力計算方法以及加固后抗疲勞性能等方面開展。
九、其他加固性能
面對以爆炸為主的恐怖主義以及人為災(zāi)害日趨嚴(yán)重的威脅，結(jié)構(gòu)抗爆逐漸成為研究的熱點(diǎn)，碳纖維由于其眾多優(yōu)越性，在結(jié)構(gòu)抗爆中有廣闊的應(yīng)用前景。已有的研究成果表明，碳纖維用于抗爆加固可有效提高構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的抗爆性能抗沖擊以及抗人為災(zāi)害性能。國內(nèi)外一些學(xué)者對碳纖維加固火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)、碳纖維加固結(jié)構(gòu)的抗扭性能、可靠性以及加固木結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)、隧道等特種結(jié)構(gòu)均做了一些研究。
