土木工程外文翻譯(中英互譯版)

1、PAGE PAGE 32使用加固纖維聚合物增強(qiáng)混凝土梁的延性作者：NNabiil FF. GGracce, Geoorgee Abbel-Sayyed, Waael F. Ragghebb摘要：一種為加加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)延性的新型單軸軸柔軟加加強(qiáng)質(zhì)地地的聚合合物(FFRP)已在被被研究，開開發(fā)和生生產(chǎn) (在結(jié)構(gòu)構(gòu)測試的的中心在在勞倫斯斯技術(shù)大大學(xué))。這種織織物是兩兩種碳纖纖維和一一種玻璃璃纖維的的混合物物，而且且經(jīng)過設(shè)設(shè)計它們們在受拉拉屈服時時應(yīng)變值值較低，從而體體現(xiàn)出偽偽延性的的性能。通過對對八根混混凝土梁梁在彎曲曲荷載作作用下的的加固和和檢測對對研制中中的織物物的效果果和延性性進(jìn)行了了研究。用現(xiàn)在

2、在常用的的單向碳碳纖維薄薄片、織織物和板板進(jìn)行加加固的相相似梁也也進(jìn)行了了檢測，以便同同用研制制中的織織物加固固梁進(jìn)行行性能上上的比較較。這種種織物經(jīng)經(jīng)過設(shè)計計具有和和加固梁梁中的鋼鋼筋同時時屈服的的潛力，從而和和未加固固梁一樣樣，它也也能得到到屈服臺臺階。相相對于那那些用現(xiàn)現(xiàn)在常用用的碳纖纖維加固固體系進(jìn)進(jìn)行加固固的梁，這種研研制中的的織物加加固的梁梁承受更更高的屈屈服荷載載，并且且有更高高的延性性指標(biāo)。這種研研制中的的織物對對加固機(jī)機(jī)制體現(xiàn)現(xiàn)出更大大的貢獻(xiàn)獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：混凝土土，延性性，纖維維加固，變形介紹外貼粘合合纖維增增強(qiáng)聚合合物（FFRP）片和條條帶近來來已經(jīng)被被確定是是一種對對鋼筋混

3、混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行修復(fù)和和加固的的有效手手段。關(guān)關(guān)于應(yīng)用用外貼粘粘合FRRP板、薄片和和織物對對混凝土土梁進(jìn)行行變形加加固的鋼鋼筋混凝凝土梁的的性能，一些試試驗研究究調(diào)查已已經(jīng)進(jìn)行行過報告告。Saaadaatmaanessh和EEhsaani（19991）檢檢測了應(yīng)應(yīng)用玻璃璃纖維增增強(qiáng)聚合合物(GGFRPP)板進(jìn)進(jìn)行變形形加固的的鋼筋混混凝土梁梁的性能能。Riitchhie等等人（119911）檢測測了應(yīng)用用GFRRP，碳碳纖維增增強(qiáng)聚合合物（CCFRPP）和GG/CFFRP板板進(jìn)行變變形加固固的鋼筋筋混凝土土梁的性性能。GGracce等人人（19999）和Trrianntaffilllou（

4、19992）研研究了應(yīng)應(yīng)用CFFRP薄薄片進(jìn)行行變形加加固的鋼鋼筋混凝凝土梁的的性能。Norrriss，Saaadaatmaanessh和EEhsaani（19997）研研究了應(yīng)應(yīng)用單向向CFRRP薄片片和CFFRP織織物進(jìn)行行加固的的混凝土土梁的性性能。在在所有的的這些研研究中，加固的的梁比未未加固的的梁承受受更高的的極限荷荷載。這這些梁中中大多數(shù)數(shù)出現(xiàn)的的一個缺缺陷是梁梁的延性性有很大大的損失失。然而而通過對對梁的荷荷載-撓撓度性能能的測試試，可以以發(fā)現(xiàn)大大多數(shù)荷荷載的增增加是在在鋼筋屈屈服后發(fā)發(fā)生的。也就是是說，極極限荷載載明顯提提高，然然而屈服服荷載卻卻沒有太太大提高高。因此此在正常常

5、使用水水平荷載載的明顯顯增加很很難實現(xiàn)現(xiàn)。除去加固固前混凝凝土構(gòu)件件條件的的影響，鋼筋對對加固梁梁的彎曲曲反應(yīng)有有明顯的的貢獻(xiàn)。而可惜惜的是，現(xiàn)有的的FRPP加固材材料和鋼鋼材性能能不同。雖然FFRP有有很高的的強(qiáng)度，但是它它們多數(shù)數(shù)在提高高足夠的的強(qiáng)度之之前被拉拉伸而產(chǎn)產(chǎn)生很大大的應(yīng)變變。因為為同大多多數(shù)FRRP材料料的極限限應(yīng)變相相比，鋼鋼材的屈屈服應(yīng)變變相對較較低，所所以隨著著加固構(gòu)構(gòu)件的變變形，鋼鋼材和FFRP加加固材料料的貢獻(xiàn)獻(xiàn)發(fā)生了了變化。結(jié)果，鋼筋可可能會在在加固構(gòu)構(gòu)件取得得任何可可測荷載載增加值值之前就就屈服了了。一些些研究者者在橫截截面布置置了更強(qiáng)強(qiáng)的FRRP，這這通常會會增

6、加加加固的成成本，進(jìn)進(jìn)而提供供可測的的貢獻(xiàn)，盡管這這時變形形是受限限制的（在鋼筋筋屈服之之前）。但是，加固材材料從混混凝土表表面的剝剝落更多多的時候候是由于于應(yīng)力集集中的原原因發(fā)生生的。剝剝落是這這項加固固技術(shù)中中不出現(xiàn)現(xiàn)的一種種脆性破破壞。盡盡管使用用一些類類似超高高模量碳碳纖維的的特別的的低應(yīng)變變纖維看看起來是是一種解解決方法法，但這這可能導(dǎo)導(dǎo)致由于于纖維破破壞而產(chǎn)產(chǎn)生脆性性破壞。本文旨旨在介紹紹一種新新型偽延延性FRRP織物物，它在在屈服時時應(yīng)變低低從而具具有與鋼鋼筋同時時屈服的的潛力，能夠?qū)崒崿F(xiàn)期望望中的加加固水準(zhǔn)準(zhǔn)。研究意義義FRP已已經(jīng)被越越來越多多地用做做鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)修復(fù)復(fù)

7、和加固固的材料料。但是是現(xiàn)在常常用的FFRP材材料缺少少延性，并且與與鋼筋性性能不一一致。結(jié)結(jié)果，經(jīng)經(jīng)過加固固處理的的梁會體體現(xiàn)出延延性降低低，不能能達(dá)到期期待中的的水平，或者二二者兼有有。本項項研究介介紹了一一種新型型的偽延延性FRRP加固固織物。這種織織物可以以使加固固梁承受受更高的的屈服荷荷載，并并且有助助于避免免延性的的損失，而這在在使用目目前常用用的FRRP進(jìn)行行加固中中是常見見的。混雜織物物的研制制為了克服服前面所所提的缺缺陷，一一種具有有低屈服服應(yīng)變值值的延性性FRPP材料是是很必要要的。混雜的文文獻(xiàn)回顧顧為了研制制這種材材料，考考慮了各各種不同同纖維的的混雜。多于一一種纖維維材

8、料的的混雜是是許多材材料科學(xué)學(xué)研究的的興趣所所在。他他們的工工作多數(shù)數(shù)集中于于結(jié)合兩兩種纖維維以提高高每種材材料單獨獨工作時時的力學(xué)學(xué)特性并并且降低低成本。這已經(jīng)經(jīng)在幾本本出版物物中報道道過,例例如Buunseel和HHarrris（19774），Phiilipps（119766），MMandderss和Baaderr（19981），Chhow和和Kellly（19880），以及FFukuuda和和Choow（119788）。做做為一種種能夠克克服FRRP加固固棒延性性不足問問題的工工具，混混雜吸引引了結(jié)構(gòu)構(gòu)工程師師。Naannii,Heenneeke和和Okaamotto（119944）研究

9、究了用編編織芳香香尼龍纖纖維繞在在鋼筋核核心的短短棒。TTamuuzs和和Teppforrs報道道了關(guān)于于使用碳碳和芳香香阻尼纖纖維進(jìn)行行組合而而成的混混合纖維維棒的試試驗調(diào)查查。Soombooonssongg，F(xiàn)rrankk和Haarriis（119988）研制制了一種種用編織織芳香尼尼龍纖維維纏繞在在碳纖維維核心的的混合FFRP加加固棒。Harrriss，soombooonssongg和Frrankk（19998）使用這這些棒對對混凝土土梁進(jìn)行行加固，以得到到用常規(guī)規(guī)鋼筋進(jìn)進(jìn)行加固固的混凝凝土梁的的普通荷荷載-撓撓度特性性。設(shè)計思想想和材料料為了產(chǎn)生生延性，一種使使用不同同種類纖纖維的混混

10、雜技術(shù)術(shù)已經(jīng)被被采用。選用了了在破壞壞時有不不同延長長量級的的三種纖纖維。圖圖1顯示示了這些些復(fù)合纖纖維在拉拉伸時的的應(yīng)力-應(yīng)變曲曲線，表表1顯示示了它們們的力學(xué)學(xué)特性。這項技術(shù)術(shù)是建立立在將這這些纖維維結(jié)合起起來并控控制配合合比例的的基礎(chǔ)上上的，這這樣當(dāng)它它們被拉拉伸時共共同承受受荷載，延伸小?。↙EE）的纖纖維先破破壞，允允許一定定的應(yīng)變變松弛（應(yīng)變增增加而混混合材料料的荷載載卻并未未增加）。余下下的延伸伸大（HHE）的的纖維被被分配承承擔(dān)所有有的荷載載直到破破壞。延延伸小的的纖維破破壞時的的應(yīng)變值值體現(xiàn)了了混合材材料屈服服應(yīng)變值值，而延延伸大的的纖維破破壞時的的應(yīng)變值值體現(xiàn)的的是極限限應(yīng)

11、變值值。延伸伸小的纖纖維破壞壞時對應(yīng)應(yīng)的荷載載體現(xiàn)的的是屈服服荷載值值，而延延伸大的的纖維承承擔(dān)的最最大荷載載體現(xiàn)的的是極限限荷載值值。超高高模量碳碳纖維（1號碳碳）被用用做延伸伸小的纖纖維，它它應(yīng)有盡盡可能低低的應(yīng)變變，但不不得小于于鋼筋的的屈服應(yīng)應(yīng)變（660級鋼鋼筋大約約為0.2%）。另一一方面，型玻玻璃纖維維被用做做延伸大大的纖維維，應(yīng)能能提供盡盡可能高高的應(yīng)變變而產(chǎn)生生高延性性指標(biāo)（破壞時時的變形形和屈服服時的變變形的比比例）。高模量量碳纖維維（號號碳）被被選做了了延伸中中等（MME）纖纖維，它它使在延延伸小的的纖維破破壞后發(fā)發(fā)生應(yīng)變變松弛時時荷載的的降低最最小化，并且能能夠提供供從延

12、伸伸小的纖纖維向延延伸大的的纖維逐逐漸傳遞遞荷載的的途徑?；谶@這種思想想，生產(chǎn)產(chǎn)了一種種單向織織物，并并進(jìn)行了了測試，將它在在拉伸時時的性能能和理論論預(yù)測的的承載性性能做了了對比。理論上上的性能能建立在在混合物物規(guī)則上上，根據(jù)據(jù)這種規(guī)規(guī)則，混混合物的的軸向剛剛度是將將各組成成部分的的相對剛剛度進(jìn)行行總合計計算得到到的。這這種織物物的生產(chǎn)產(chǎn)過程是是，將不不同的纖纖維做為為相鄰的的紗線結(jié)結(jié)合起來來，并將將它們用用環(huán)氧樹樹脂注入入模具中中。圖就是一一個生產(chǎn)產(chǎn)樣品的的照片。編織而而成的玻玻璃纖維維片布置置在試樣樣的兩端端，以消消除測試試中固定定端的應(yīng)應(yīng)力集中中。試樣樣厚mmm（0.008inn），寬

13、寬25.4mmm（1inn），在在拉伸時時根據(jù)美美國材料料實驗協(xié)協(xié)會330399規(guī)范進(jìn)進(jìn)行測試試。四個個測試樣樣品的平平均荷載載-應(yīng)變變曲線見見圖3，上面還還有理論論預(yù)測的的曲線。應(yīng)該注注意到直直到應(yīng)變變值達(dá)到到0.335%，荷載-應(yīng)變性性能都是是線性的的，這時時延伸小小的纖維維開始破破壞。在在這一點點上應(yīng)變變增長的的速率高高于荷載載。當(dāng)應(yīng)應(yīng)變值達(dá)達(dá)到0.90%時，中中等延伸伸的纖維維開始破破壞，導(dǎo)導(dǎo)致應(yīng)變變有附加加的增長長，直到到由于延延伸大的的纖維破破壞帶來來試樣的的徹底破破壞。可可以測試試到屈服服荷載（荷載-應(yīng)變曲曲線上性性能去不不再為線線性的第第一點）為0.46kkN/mmm（22.6

14、kkipss/inn）,極極限荷載載為0.78kkN/mmm（44.4kkipss/inn）。梁的測試試梁的詳細(xì)細(xì)情況一共澆筑筑了133根鋼筋筋混凝土土梁，橫橫截面尺尺寸為11522544mm（610iin），長27744mmm（1088in）。梁的的受彎鋼鋼筋由底底部的兩兩根5號號（166mm）受拉鋼鋼筋和頂頂部的兩兩根3號號（9.5mmm）的受受壓鋼筋筋組成。為防止止發(fā)生剪剪切破壞壞，使用用1622mm長長的3號號鋼筋扎扎成閉合合鐙形對對梁的抗抗剪進(jìn)行行進(jìn)一步步的加固固。有55根梁澆澆筑時角角部做成成半徑225mmm（1inn）的圓圓角，從從而易于于加固材材料的安安置。圖圖4顯示示了梁的的

15、尺度、鋼筋詳詳圖、支支座和加加載點的的位置。使用的的鋼筋為為60等等級，屈屈服強(qiáng)度度4155MPaa（8000pssi）。加固材料料研制中的的混合織織物用于于加固88根梁。使用了了兩種不不同厚度度的織物物。第一一種（HH體系，t=11.0mmm）厚厚度1.0mmm（0.004inn），第第二種（H-體體系，tt=1.5mmm）厚度度1.55mm（0.006inn）。其其他四根根梁使用用現(xiàn)在常常用的碳碳纖維加加固材料料進(jìn)行加加固：11）一層層單向碳碳纖維薄薄片，極極限荷載載0.334kNN/mmm（1.95kkipss/inn）；22）兩層層單向碳碳纖維織織物，極極限荷載載1.331kNN/mm

16、m（7.5kiips/in）；3）一層固固體玻璃璃談碳纖纖維板，極限荷荷載為22.8kkN/mmm（116kiips/in）。對這這些材料料測試得得到的荷荷載-應(yīng)應(yīng)變圖見見圖5。表2給給出了包包括研制制中的織織物在內(nèi)內(nèi)的加固固材料的的特性。粘結(jié)材料料對這種混混合織物物，使用用一種環(huán)環(huán)氧樹脂脂（環(huán)氧氧A）注注入纖維維，并做做為織物物和混凝凝土表面面的粘結(jié)結(jié)材料。這種環(huán)環(huán)氧材料料極限應(yīng)應(yīng)變?yōu)?4.4%，從而而保證不不至于在在纖維破破壞之前前破壞。對于使使用碳纖纖維薄片片、板和和織物加加固的梁梁，使用用的是極極限應(yīng)變變?yōu)?.0%的的環(huán)氧樹樹脂（環(huán)環(huán)氧B）。由生生產(chǎn)商提提供的粘粘結(jié)材料料的力學(xué)學(xué)特性見

17、見表3。加固在梁的底底部和兩兩側(cè)噴砂砂以使其其表面粗粗糙。然然后使用用丙酮除除去污物物對梁進(jìn)進(jìn)行清潔潔。采用用兩種加加固構(gòu)造造：1）只在梁梁底面布布置加固固材料（A組梁梁）；22）除對對梁底部部外，在在梁兩側(cè)側(cè)各伸長長1522mm（16iin），大概能能覆蓋住住梁的受受彎拉伸伸部分（B組梁梁）。加加固材料料沿梁長長度布置置在中心心，長達(dá)達(dá)2.224m（88iin）。環(huán)氧在在對梁進(jìn)進(jìn)行測試試前要進(jìn)進(jìn)行兩周周的養(yǎng)護(hù)護(hù)。對研研制中的的混合織織物（HH-體系系）加固固的梁，制備了了兩根，并對各各種構(gòu)造造進(jìn)行測測試來證證實結(jié)果果。表44對梁的的檢測進(jìn)進(jìn)行了匯匯總。儀器跨中FRRP的應(yīng)應(yīng)變通過過布置在在梁

18、底面面的三個個應(yīng)變片片測量。測量AA組梁鋼鋼筋拉伸伸應(yīng)變是是通過監(jiān)監(jiān)控在梁梁的側(cè)面面與鋼筋筋棒平行行處測量量點設(shè)置置的DEEMC（可拆式式機(jī)械計計量器），而BB組梁使使用的是是應(yīng)變片片?？缰兄袚隙仁鞘峭ㄟ^使使用串行行電位計計測量的的。使用用液壓器器對梁加加載。荷荷載有一一種荷載載電池測測量。所所有的傳傳感器同同數(shù)據(jù)采采集系統(tǒng)統(tǒng)相連以以掃描并并記錄讀讀數(shù)。試驗結(jié)果果和討論論控制梁控制梁的的屈服荷荷載822.3kkN（118.55kipps），極限荷荷載955.7kkN（221.55kipps）。梁由于于鋼筋屈屈服而破破壞，隨隨之跨中中混凝土土受壓破破壞。控控制梁的的試驗結(jié)結(jié)果見加加固梁的的試驗成

19、成果圖上上（圖66至155）。A組梁A組梁已已在底面面進(jìn)行了了加固。圖6至至11顯顯示了這這些梁的的試驗結(jié)結(jié)果。HH-500-1梁梁和H-75-1梁分分別和HH-500-2梁梁和H-75-2梁各各自的結(jié)結(jié)果非常常接近，因此關(guān)關(guān)于這些些梁的討討論就集集中于后后兩者，以避免免重復(fù)。梁的延延性通過過計算延延性指數(shù)數(shù)來考察察，即計計算破壞壞時與屈屈服時的的撓度之之比。圖6（aa）顯示示了C-1梁的的荷載-跨中撓撓度關(guān)系系圖，CC-1梁梁使用碳碳纖維薄薄片進(jìn)行行加固。梁在荷荷載為885.99kN（19.3kiips）時屈服服，在荷荷載為1101.9kNN（222.9kkipss）時由由于碳纖纖維薄片片的

20、開裂裂而破壞壞。值得得注意的的是，從從這幅圖圖中看來來，雖然然有了延延性性能能，但是是同控制制梁比起起來，屈屈服荷載載只提高高了4%。延性性指數(shù)為為2.115。圖圖6（bb）顯示示了跨中中荷載-碳纖維維應(yīng)變關(guān)關(guān)系圖。圖7（aa）顯示示了C-2梁對對應(yīng)的荷荷載-撓撓度曲線線。這根根梁使用用固體玻玻璃碳纖纖維板進(jìn)進(jìn)行加固固。它沒沒有屈服服臺階（延性指指數(shù)為11），在在荷載為為1322.6kkN（229.88kipps）時時由于板板端部的的受剪-受拉破破壞而突突然破壞壞。盡管管荷載提提高了661%，但破壞壞仍是脆脆性的。圖7（b）顯顯示了跨跨中荷載載-碳纖纖維應(yīng)變變關(guān)系。碳纖維維破壞時時記錄的的最大

21、應(yīng)應(yīng)變?yōu)?0.333%，這這意味著著板的承承載力發(fā)發(fā)揮了224%。C-3梁梁的荷載載-撓度度關(guān)系見見圖8（a）。該梁由由兩層碳碳纖維織織物加固固。它在在荷載為為1077.7kkN（224.22kipps）時時屈服，在荷載載為1334.44kN（30.21kkipss）時由由于織物物的剝落落而破壞壞，此時時它并未未如控制制梁那樣樣顯示出出任何明明顯的屈屈服臺階階。延性性指數(shù)是是1.664。值值得注意意的是，在圖88（b）中破壞壞時記錄錄到的碳碳纖維應(yīng)應(yīng)變的最最大值為為0.667%，這意味味著纖維維承載力力大約發(fā)發(fā)揮了448%。圖9（aa）顯示示了H-50-2梁的的荷載-撓度關(guān)關(guān)系。這這根梁使使用

22、研制制中的厚厚度為11mm厚厚的混合合織物進(jìn)進(jìn)行加固固。屈服服荷載為為97.9Knn（222.0kkipss）（同同控制梁梁比起來來提高了了19%）。在在圖9（b）中中值得注注意的是是，當(dāng)梁梁屈服時時織物應(yīng)應(yīng)變?yōu)?0.400%。它它的延性性指數(shù)為為2.333，當(dāng)當(dāng)荷載最最終達(dá)到到1144.8kkN（225.88kipps）時時由于織織物的徹徹底開裂裂而破壞壞。圖99（c）即為破破壞時的的梁。圖10（a）顯顯示了HH-755-2梁梁的荷載載-屈服服關(guān)系。這根梁梁使用厚厚度為11.5mmm厚的的研制中中的混合合織物。它在荷荷載為1113.9kNN（255.6kkipss）時屈屈服，在在1300.8

23、kkN（229.44kipps）的的極限荷荷載下由由于織物物剝落而而導(dǎo)致徹徹底破壞壞之前體體現(xiàn)出的的延性指指數(shù)為22.133。值得得注意的的是，盡盡管最終終破壞是是由于織織物的剝剝落，但但這是在在取得了了令人滿滿意的延延性之后后發(fā)生的的。從圖圖10（b）中中可見當(dāng)當(dāng)梁屈服服時的應(yīng)應(yīng)變?yōu)?0.355%。圖圖10（c）是是梁破壞壞時的照照片。圖11和和表5對對A組梁梁的試驗驗結(jié)果進(jìn)進(jìn)行了比比較?？煽梢杂^察察出如下下現(xiàn)象：1C-1梁和和H-550-22梁體現(xiàn)現(xiàn)了較好好的延性性特征。但是HH-500-1梁梁比C-1梁體體現(xiàn)了更更高的屈屈服荷載載。這是是因為，經(jīng)過設(shè)設(shè)計這種種研制中中的混合合織物比比碳纖

24、維維片有更更高的初初始剛度度；因此此，在鋼鋼筋屈服服前它比比碳纖維維對加固固的貢獻(xiàn)獻(xiàn)更大。2盡管管碳纖維維織物的的極限荷荷載比11.5mmm厚的的混合織織物屈服服時對應(yīng)應(yīng)的荷載載大幾倍倍，但是是直到屈屈服時，H-775-22體現(xiàn)著著和C-3相似似的性能能。但是是H-775-22梁有令令人滿意意的屈服服臺階，而C-3梁卻卻沒有。3相對對于現(xiàn)在在常用的的碳纖維維加固材材料，這這種研制制中的織織物屈服服時的應(yīng)應(yīng)變和鋼鋼筋的屈屈服應(yīng)變變接近。盡管仍仍然較高高，但是是混合織織物的應(yīng)應(yīng)變值和和梁屈服服時的應(yīng)應(yīng)變值接接近，這這意味這這它和鋼鋼筋同時時屈服。這一部部分要歸歸功于將將植物安安置在梁梁的外表表面，

25、這這樣比安安置在梁梁的內(nèi)部部要承受受更大的的拉應(yīng)變變。結(jié)果果織物的的屈服應(yīng)應(yīng)變設(shè)計計值看起起來是可可以接受受的。4當(dāng)使使用有較較高承載載能力的的碳纖維維板（正正如在CC-2梁梁中使用用的）時時，能夠夠提供高高的破壞壞荷載，同時也也會產(chǎn)生生脆性破破壞。B組梁這組梁除除對梁底底部外，在梁兩兩側(cè)向上上延伸1152mmm（16iin）的的范圍也也進(jìn)行了了加固。改組試試驗結(jié)果果見表55和圖112至115。HH-S550-11梁和HH-S775-11梁分別別和H-S500-2梁梁和H-S755-2梁梁各自的的結(jié)果非非常接近近，因此此關(guān)于這這些梁的的討論就就集中于于后兩者者，以避避免重復(fù)復(fù)。圖12（a）顯顯

26、示了CCS梁的的荷載-撓度關(guān)關(guān)系。這這根梁是是使用碳碳纖維薄薄片體系系加固的的。它在在荷載達(dá)達(dá)到999.2kkN（222.33kipps）時時由于鋼鋼筋的屈屈服而屈屈服。屈屈服荷載載增加了了20%。梁在在達(dá)到1123.3kNN（277.7kkipss）的極極限荷載載時由于于跨中混混凝土的的受壓破破壞而破破壞。從從圖122（b）可以看看出當(dāng)梁梁屈服時時，碳纖纖維的應(yīng)應(yīng)變?yōu)?0.355%，因因此在這這段承載載階段發(fā)發(fā)揮了它它的大約約30%的能力力。在梁梁破壞之之前記錄錄到的最最大應(yīng)變變?yōu)?.0%。取得的的延性指指數(shù)為22.044。H-S550-22的試驗驗結(jié)果見見圖133。這根根梁使用用研制中中的

27、厚度度為1mmm厚的的混合織織物進(jìn)行行加固。圖133（a）顯示了了它的荷荷載-撓撓度曲線線。當(dāng)荷荷載達(dá)到到1133.9kkN（225.66kipps）時時由于鋼鋼筋和織織物的破破壞，梁梁發(fā)生破破壞。屈屈服荷載載增加了了38%。梁在在達(dá)到1146.6kNN（322.9kkipss）的極極限荷載載時由于于混凝土土的受壓壓破壞而而破壞。延性指指數(shù)為22.255。圖113（bb）顯示示了跨中中荷載和和織物應(yīng)應(yīng)變的關(guān)關(guān)系。梁梁屈服時時記錄到到的應(yīng)變變值是00.355%，在梁破破壞前記記錄到的的最大應(yīng)應(yīng)變值是是1.22%。梁梁的破壞壞情形見見圖133（c）。圖14即即H-SS75-2的試試驗結(jié)果果。這根根

28、梁也是是用研制制中的混混合織物物加固的的，但是是厚度為為1.55mm。從圖114（aa）可見見梁在荷荷載為1127.3kNN（288.6kkipss）時屈屈服，由由于鋼筋筋和織物物的屈服服，屈服服荷載增增加了555%。當(dāng)荷載載達(dá)到1162.0kNN（366.4kkipss）時，這根梁梁由于跨跨中混凝凝土的受受壓破壞壞而破壞壞。它的的延性指指數(shù)為11.899。圖114（bb）顯示示了跨中中荷載和和織物應(yīng)應(yīng)變的關(guān)關(guān)系。在在梁破壞壞前記錄錄到的最最大應(yīng)變變是0.74%。該梁梁的破壞壞情形見見圖144（c）。圖15顯顯示了BB組各梁梁試驗結(jié)結(jié)果的比比較。從從試驗結(jié)結(jié)果可以以觀察到到如下現(xiàn)現(xiàn)象：1雖然然

29、混合織織物的屈屈服荷載載低于碳碳纖維板板的極限限荷載，但是HH-S550-22梁比CCS梁體體現(xiàn)出了了更高的的延性。這是因因為同碳碳纖維薄薄片相比比，這種種混合織織物有更更高的初初始剛度度。2用研研制中的的混合織織物加固固的梁屈屈服荷載載更大，并且有有令人滿滿意的屈屈服臺階階。這種研制制中的混混合織物物的一個個優(yōu)點是是它易于于通過視視覺觀察察判斷織織物是否否屈服，因為任任何破壞壞的碳纖纖維紗線線都是可可見的。而且，這種混混合織物物比目前前常用的的碳纖維維材料便便宜，因因為這些些纖維中中超過775%的的使用的的是玻璃璃纖維，而這要要比碳纖纖維成本本低。結(jié)論基于本研研究所介介紹的研研究調(diào)查查，可以

30、以得出如如下結(jié)論論：1目前前常用的的FRPP材料作作為彎曲曲加固體體系用于于混凝土土結(jié)構(gòu)并并不能總總是在加加固梁中中提供類類似未加加固梁的的屈服時時的屈服服臺階。在一些些情況下下，加固固可能導(dǎo)導(dǎo)致加固固梁的脆脆性破壞壞或著是是屈服荷荷載增加加很不明明顯，或或者是二二者兼有有。2選擇擇的幾種種類型的的纖維的的混雜被被用于研研制偽延延性的織織物，它它在屈服服時的應(yīng)應(yīng)變低（0.335%）。經(jīng)過過設(shè)計，這種織織物具有有同加固固梁中的的鋼筋同同時屈服服的潛力力。3同那那些應(yīng)用用碳纖維維進(jìn)行加加固體系系相比，使用研研制中的的混合織織物進(jìn)行行加固的的梁通常常會顯示示出在屈屈服荷載載上有更更高的增增長。有有些

31、用混混合織物物進(jìn)行加加固的梁梁會顯示示出類似似未加固固梁的屈屈服臺階階。這在在結(jié)構(gòu)破破壞之前前保證足足夠的警警示作用用是特別別重要的的。4使用用研制中中的混合合織物體體系進(jìn)行行加固的的梁并沒沒有顯示示出明顯顯的延性性損失。使用碳碳纖維加加固的梁梁也沒有有明顯的的延性損損失，但但是屈服服荷載較較低。參考文獻(xiàn)獻(xiàn)ASTMM D 30339, 20000, “Sttanddardd Teest Metthodd foor TTenssilee Prropeertiies ofPPolyymerr Maatriix CCompposiite Matteriialss,” Annnuall Boook o

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41、2), ppp. 118-225.Triaantaafilllouu, NN. PP., 19992, “Sttrenngthheniing of RC Beaams witth EEpoxxy-BBonddedFFibeer-CCompposiite Matteriialss,” Matteriialss annd SStruuctuuress, VV. 225, pp. 2001-2211.附錄表1 復(fù)復(fù)合纖維維的力學(xué)學(xué)特性纖維材料料描述彈性模量量，GPPa（MMSi）抗拉強(qiáng)度度，MPPa（kksi）破壞時的的應(yīng)變，%1號碳纖纖維超高摸量量碳纖維維379（55）13244（1992）0.3

42、552號碳纖纖維高摸量碳碳纖維231（33.5）24133（3550）0.9至至1.00玻璃纖維維E型玻璃璃48（77）10344（1550）2.1表2 加加固材料料的特性性類型屈服荷載載，kNN/mmm（kiips/in）屈服應(yīng)變變，%極限荷載載，kNN/mmm（kiips/in）極限應(yīng)變變，%厚度，mmm（iin）碳纖維薄薄片0.344（1.95）1.20.133（0.0055）碳纖維板板2.8（16.0）1.41.3（0.005）碳纖維織織物1.311（7.50）1.41.900（0.0755）H體系（t=11mm）0.233（1.30）0.3550.399（2.24）1.7441.0（

43、0.004）H體系（t=11.5mmm）0.344（1.95）0.3550.599（3.36）1.7441.5（0.006）表3 環(huán)環(huán)氧粘結(jié)結(jié)材料特特性環(huán)氧類型型抗拉強(qiáng)度度，MPPa（kksi）極限應(yīng)變變，%抗壓強(qiáng)度度，Mppa（kksi）A66.33（9.62）4.4109.2（115.884）B68.99（100.0）2.086.22（122.500）表4 試試驗梁的的匯總梁的組別別梁的稱號號加固材料料N/A控制梁N/AA組梁C-1碳纖維薄薄片C-2碳纖維板板C-3碳纖維織織物H-500-1H體系（t=11mm）H-500-2H-755-1H體系（t=11.5mmm）H-755-2B組梁C

44、S碳纖維薄薄片H-S550-11H體系（t=11mm）H-S550-22H-S775-11H體系（t=11.5mmm）H-S775-22表5 試試驗結(jié)果果匯總梁的名稱稱加固體系系屈服荷載載，kNN (kkipss）屈服時的的撓度，mm（in）破壞時的的荷載，kN（kipps）破壞時的的撓度，mm（in） 延性指指數(shù)=第第6列/第4列列破壞時FFRP的的應(yīng)變，%最終破壞壞類型控制梁N/A82.33（188.5）14.00（0.55）95.77（211.5）49.55（1.95）3.555N/A鋼筋屈服服后混凝凝土破壞壞C-1碳纖維薄薄片85.99（199.3）13.22（0.52）101.9（2

45、22.99）28.44（1.12）2.1551.100鋼筋屈服服后FRRP斷裂裂C-2碳纖維板板132.6（229.88）16.00（0.63）1.0000.333剪切拉伸伸破壞C-3碳纖維織織物107.7（224.22）13.55（0.53）134.4（330.22）22.11（0.87）1.6440.677鋼筋屈服服后FRRP剝落落H-500-2H體系（t=11mm）97.99（222.0）15.22（0.66）114.8（225.88）35.66（1.40）2.3331.555鋼筋和FFRP屈屈服后，F(xiàn)RPP斷裂H-755-2H體系（t=11.5mmm）113.9（225.66）13.7

46、7（0.54）130.8（229.44）29.22（1.15）2.1330.744鋼筋和FFRP屈屈服后，F(xiàn)RPP剝落CS碳纖維薄薄片99.22（222.3）14.22（0.56）123.3（227.77）29.00（1.14）2.0441.000鋼筋屈服服后混凝凝土破壞壞H-S550-22H體系（t=11mm）113.9（225.66）14.22（0.56）146.4（332.99）32.00（1.26）2.2551.200鋼筋和FFRP屈屈服后混混凝土破破壞H-S775-22H體系（t=11.5mmm）127.3（228.66）15.88（0.62）162.0（336.44）29.77（1

47、.17）1.8990.744鋼筋和FFRP屈屈服后混混凝土破破壞ACI STRRUCTTURAAL JJOURRNALLTECCHNIICALL PAAPERRTitlle nno：99-S711Streengtthenningg off Cooncrretee Beeamss Ussingg Innnovvatiive Ducctille FFibeer-RReinnforrcedd Poolymmer FabbriccBy NNabiil FF. GGracce, Geoorgee Abbel-Sayyed, Waael F. RagghebbabsttracctAninnnovvatii

48、ve, unniaxxiall duuctiile fibber-reiinfoorceed ppolyymerr (FFRP) faabriic hhas beeen rreseearcchedd, ddeveelopped, annd mmanuufaccturred (inn thhe SStruuctuurallTesstinngCeenteer aat LLawrrencceTeechnnoloogiccalUUnivverssityy) ffor strrenggtheeninng sstruuctuuress. TThe fabbricc iss a hybbridd off t

49、wwo ttypees oof ccarbbon fibberss annd oone typpe oof gglasss ffibeer, andd haas bbeenn deesiggnedd too prroviide a ppseuudo-ducctille bbehaavioor wwithh a loww yiieldd-eqquivvaleent strrainn vaaluee inn teensiion. Thhe eeffeectiivennesss annd dducttiliity of thee deevellopeed ffabrric hass beeen in

50、vvesttigaatedd byy sttrenngthheniing andd teestiing eigght conncreete beaams undder fleexurral loaad. Simmilaar bbeamms sstreengtthenned witth ccurrrenttly avaailaablee unniaxxiall caarboon ffibeer ssheeets, faabriics, annd pplattes werre aalsoo teesteed tto ccompparee thheirr beehavviorr wiith thoo

51、se strrenggtheenedd wiith thee deevellopeed ffabrric. Thhe ffabrric hass beeen dessignned so thaat iit hhas thee pootenntiaal tto yyielld ssimuultaaneoouslly wwithh thhe ssteeel rreinnforrcemmentt off sttrenngthheneed bbeamms aand hennce, a ducctille pplatteauu siimillar to thaat ffor thee noonsttre

52、nngthheneed bbeamms ccan be achhievved. Thhe bbeamms sstreengtthenned witth tthe devveloopedd faabriic eexhiibitted higgherr yiieldd looadss annd aachiieveed hhighher ducctillityy inndexxes thaan tthosse sstreengtthenned witth tthe currrenntlyy avvaillablle ccarbbon fibber strrenggtheeninng ssysttem

53、ss. TThe devveloopedd faabriic sshowws aa moore efffecttivee coontrribuutioon tto tthe strrenggtheeninng mmechhaniism.keywwordd：Conncreete, duuctiilitty, texxtille ffibeer rreinnforrcemmentt, ddisttorttionnINTRRODUUCTIIONThe usee off exxterrnallly bonndedd fiibcrr-rccinfforcccd pollymeer (FRPP) sshe

54、eets andd sttripps hhas reccenttly beeen eestaabliisheed aas aan eeffeectiive toool ffor rehhabiilittatiing andd sttrenngthheniing reiinfoorceed cconccrette sstruuctuuress. SSeveerall exxperrimeentaal iinveestiigattionns hhavee beeen repportted on thee beehavviorr off cooncrretee beeamss sttrenngthh

55、eneed ffor fleexurre uusinng eexteernaallyy boondeed FFRP plaatess, ssheeets, orr faabriics. Saaadaatmaancssh aand Ehssanii (119911) eexammineed tthe behhaviior of conncreete beaams strrenggtheenedd foor fflexxuree ussingg gllasss fiiberr-reeinfforcced pollymeer (GFRRP) plaatess. RRitcchiee ctt all.

56、 (19991) tesstedd reeinfforcced conncreete beaams strrenggtheenedd foor fflexxuree ussingg GFFRP. caarboon ffibccr-rrcinnforrccdd poolymmer (CFFRP). aand G/CCFRPP pllatees. Graace et al. (119999) aand Triian- taafilllouu (119922) sstuddiedd thhe bbehaavioor oof rreinnforrcedd cooncrretee beeamss stt

57、renngthheneed ffor fleexurre uusinng CCFRPP shheetts. Norrriss. SSaadattmanncshh. aand Fhssanii (119977) iinveestiigatted thee beehavviorr off cooncrretee beeamss sttrenngthheneed uusinng CCFRPP unnidiirecctioonall shheetts aand CFRRP wwoveen ffabrricss. IIn aall of theese invvesttigaatioons, thhe s

58、streengtthenned beaams shoowedd hiigheer uultiimatte lloadds ccomparred to thee noonsttrcnngthhcnccd ooness. OOne of thee drrawbbackks eexpeerieenceed bby mmostt off thhesee sttrenngthheneed bbeamms wwas a cconsidderaablee looss in beaam dducttiliity. Ann exxamiinattionn off thhe lloadd- ddefllectti

59、onn beehavviorr off thhe bbeamms, howweveer, shoowedd thhat thee maajorrityy off thhe ggainned inccreaase in loaad wwas expperiiencced afterr thhe yyielld oof tthe steeel reiinfoorceemennt. In othher worrds, a siggnifficaant inccreaase in ulttimaate loaad wwas expperiiencced witthouut mmuchh inncree

60、asee inn yiieldd looad. Heencee, aa siigniificcantt inncreeasee inn seerviice levvel loaads couuld harrdlyy bee gaaineed.Aparrt ffromm thhe ccondditiion of thee cooncrretee ellemeent befforee sttrenngthheniing, thhe ssteeel rreinnforrcemmentt coontrribuutess siigniificcanttlytto tthe flccxurral ress