土木工程外文翻译(中英互译版)

1、PAGE PAGE 65使用加固纤维聚合物增强混凝土梁的延性作者：Nabil F. Grace, George Abel-Sayed, Wael F. Ragheb摘要：一种为加强强结构延延性的新型单轴轴柔软加加强质地地的聚合合物(FFRP)已在被被研究，开开发和生生产 (在结构构测试的的中心在在劳伦斯斯技术大大学)。这种织物是两种碳纤维和一种玻璃纤维的混合物，而且经过设计它们在受拉屈服时应变值较低，从而体现出伪延性的性能。通过对八根混凝土梁在弯曲荷载作用下的加固和检测对研制中的织物的效果和延性进行了研究。用现在常用的单向碳纤维薄片、织物和板进行加固的相似梁也进行了检测，以便同用研制中的织物加

2、固梁进行性能上的比较。这种织物经过设计具有和加固梁中的钢筋同时屈服的潜力，从而和未加固梁一样，它也能得到屈服台阶。相对于那些用现在常用的碳纤维加固体系进行加固的梁，这种研制中的织物加固的梁承受更高的屈服荷载，并且有更高的延性指标。这种研制中的织物对加固机制体现出更大的贡献。关键词：混混凝土，延延性，纤纤维加固固，变形形介绍外贴粘合纤纤维增强强聚合物物（FRRP）片片和条带带近来已已经被确确定是一一种对钢钢筋混凝凝土结构构进行修修复和加加固的有有效手段段。关于于应用外外贴粘合合FRPP板、薄薄片和织织物对混混凝土梁梁进行变变形加固固的钢筋筋混凝土土梁的性性能，一一些试验验研究调调查已经经进行过过

3、报告。SSaaddatmmaneesh和和Ehssanii（19991）检检测了应应用玻璃璃纤维增增强聚合合物(GGFRPP)板进进行变形形加固的的钢筋混混凝土梁梁的性能能。Riitchhie等等人（119911）检测测了应用用GFRRP，碳碳纤维增增强聚合合物（CCFRPP）和GG/CFFRP板板进行变变形加固固的钢筋筋混凝土土梁的性性能。GGracce等人人（19999）和和Triianttafiilloou（119922）研究究了应用用CFRRP薄片片进行变变形加固固的钢筋筋混凝土土梁的性性能。NNorrris，SSaaddatmmaneesh和和Ehssanii（19997）研研究了应

4、应用单向向CFRRP薄片片和CFFRP织织物进行行加固的的混凝土土梁的性性能。在在所有的的这些研研究中，加加固的梁梁比未加加固的梁梁承受更更高的极极限荷载载。这些些梁中大大多数出出现的一一个缺陷陷是梁的的延性有有很大的的损失。然然而通过过对梁的的荷载-挠度性性能的测测试，可可以发现现大多数数荷载的的增加是是在钢筋筋屈服后后发生的的。也就就是说，极极限荷载载明显提提高，然然而屈服服荷载却却没有太太大提高高。因此此在正常常使用水水平荷载载的明显显增加很很难实现现。除去加固前前混凝土土构件条条件的影影响，钢钢筋对加加固梁的的弯曲反反应有明明显的贡贡献。而而可惜的的是，现现有的FFRP加加固材料料和钢

5、材材性能不不同。虽虽然FRRP有很很高的强强度，但但是它们们多数在在提高足足够的强强度之前前被拉伸伸而产生生很大的的应变。因因为同大大多数FFRP材材料的极极限应变变相比，钢钢材的屈屈服应变变相对较较低，所所以随着着加固构构件的变变形，钢钢材和FFRP加加固材料料的贡献献发生了了变化。结结果，钢钢筋可能能会在加加固构件件取得任任何可测测荷载增增加值之之前就屈屈服了。一一些研究究者在横横截面布布置了更更强的FFRP，这这通常会会增加加加固的成成本，进进而提供供可测的的贡献，尽尽管这时时变形是是受限制制的（在在钢筋屈屈服之前前）。但但是，加加固材料料从混凝凝土表面面的剥落落更多的的时候是是由于应应

6、力集中中的原因因发生的的。剥落落是这项项加固技技术中不不出现的的一种脆脆性破坏坏。尽管管使用一一些类似似超高模模量碳纤纤维的特特别的低低应变纤纤维看起起来是一一种解决决方法，但但这可能能导致由由于纤维维破坏而而产生脆脆性破坏坏。本文文旨在介介绍一种种新型伪伪延性FFRP织织物，它它在屈服服时应变变低从而而具有与与钢筋同同时屈服服的潜力力，能够够实现期期望中的的加固水水准。研究意义FRP已经经被越来来越多地地用做钢钢筋混凝凝土结构构修复和和加固的的材料。但但是现在在常用的的FRPP材料缺缺少延性性，并且且与钢筋筋性能不不一致。结结果，经经过加固固处理的的梁会体体现出延延性降低低，不能能达到期期待

7、中的的水平，或或者二者者兼有。本本项研究究介绍了了一种新新型的伪伪延性FFRP加加固织物物。这种种织物可可以使加加固梁承承受更高高的屈服服荷载，并并且有助助于避免免延性的的损失，而而这在使使用目前前常用的的FRPP进行加加固中是是常见的的。混杂织物的的研制为了克服前前面所提提的缺陷陷，一种种具有低低屈服应应变值的的延性FFRP材材料是很很必要的的。混杂的文献献回顾为了研制这这种材料料，考虑虑了各种种不同纤纤维的混混杂。多多于一种种纤维材材料的混混杂是许许多材料料科学研研究的兴兴趣所在在。他们们的工作作多数集集中于结结合两种种纤维以以提高每每种材料料单独工工作时的的力学特特性并且且降低成成本。这

8、这已经在在几本出出版物中中报道过过,例如如Bunnsell和Haarriis（119744），PPhillipss（19976），MMandderss和Baaderr（19981），CChoww和Keellyy（19980），以以及Fuukudda和CChoww（19978）。做做为一种种能够克克服FRRP加固固棒延性性不足问问题的工工具，混混杂吸引引了结构构工程师师。Naannii,Heenneeke和和Okaamotto（119944）研究究了用编编织芳香香尼龙纤纤维绕在在钢筋核核心的短短棒。TTamuuzs和和Teppforrs报道道了关于于使用碳碳和芳香香阻尼纤纤维进行行组合而而成的混

9、混合纤维维棒的试试验调查查。Soombooonssongg，Frrankk和Haarriis（119988）研制制了一种种用编织织芳香尼尼龙纤维维缠绕在在碳纤维维核心的的混合FFRP加加固棒。HHarrris，ssombboonnsonng和FFrannk（119988）使用用这些棒棒对混凝凝土梁进进行加固固，以得得到用常常规钢筋筋进行加加固的混混凝土梁梁的普通通荷载-挠度特特性。设计思想和和材料为了产生延延性，一一种使用用不同种种类纤维维的混杂杂技术已已经被采采用。选选用了在在破坏时时有不同同延长量量级的三三种纤维维。图11显示了了这些复复合纤维维在拉伸伸时的应应力-应应变曲线线，表11显示

10、了了它们的的力学特特性。这项技术是是建立在在将这些些纤维结结合起来来并控制制配合比比例的基基础上的的，这样样当它们们被拉伸伸时共同同承受荷荷载，延延伸小（LLE）的的纤维先先破坏，允允许一定定的应变变松弛（应应变增加加而混合合材料的的荷载却却并未增增加）。余余下的延延伸大（HHE）的的纤维被被分配承承担所有有的荷载载直到破破坏。延延伸小的的纤维破破坏时的的应变值值体现了了混合材材料屈服服应变值值，而延延伸大的的纤维破破坏时的的应变值值体现的的是极限限应变值值。延伸伸小的纤纤维破坏坏时对应应的荷载载体现的的是屈服服荷载值值，而延延伸大的的纤维承承担的最最大荷载载体现的的是极限限荷载值值。超高高模

11、量碳碳纤维（11号碳）被被用做延延伸小的的纤维，它它应有尽尽可能低低的应变变，但不不得小于于钢筋的的屈服应应变（660级钢钢筋大约约为0.2%）。另另一方面面，型型玻璃纤纤维被用用做延伸伸大的纤纤维，应应能提供供尽可能能高的应应变而产产生高延延性指标标（破坏坏时的变变形和屈屈服时的的变形的的比例）。高高模量碳碳纤维（号碳）被被选做了了延伸中中等（MME）纤纤维，它它使在延延伸小的的纤维破破坏后发发生应变变松弛时时荷载的的降低最最小化，并并且能够够提供从从延伸小小的纤维维向延伸伸大的纤纤维逐渐渐传递荷荷载的途途径。基基于这种种思想，生生产了一一种单向向织物，并并进行了了测试，将将它在拉拉伸时的的

12、性能和和理论预预测的承承载性能能做了对对比。理理论上的的性能建建立在混混合物规规则上，根根据这种种规则，混混合物的的轴向刚刚度是将将各组成成部分的的相对刚刚度进行行总合计计算得到到的。这这种织物物的生产产过程是是，将不不同的纤纤维做为为相邻的的纱线结结合起来来，并将将它们用用环氧树树脂注入入模具中中。图就是一一个生产产样品的的照片。编编织而成成的玻璃璃纤维片片布置在在试样的的两端，以以消除测测试中固固定端的的应力集集中。试试样厚mm（0.008inn），宽宽25.4mmm（1inn），在在拉伸时时根据美美国材料料实验协协会330399规范进进行测试试。四个个测试样样品的平平均荷载载-应变变曲线

13、见见图3，上上面还有有理论预预测的曲曲线。应应该注意意到直到到应变值值达到00.355%，荷荷载-应应变性能能都是线线性的，这这时延伸伸小的纤纤维开始始破坏。在在这一点点上应变变增长的的速率高高于荷载载。当应应变值达达到0.90%时，中中等延伸伸的纤维维开始破破坏，导导致应变变有附加加的增长长，直到到由于延延伸大的的纤维破破坏带来来试样的的彻底破破坏。可可以测试试到屈服服荷载（荷荷载-应应变曲线线上性能能去不再再为线性性的第一一点）为为0.446kNN/mmm（2.6kiips/in）,极限荷荷载为00.788kN/mm（44.4kkipss/inn）。梁的测试梁的详细情情况一共浇筑了了13根

14、根钢筋混混凝土梁梁，横截截面尺寸寸为15522544mm（610iin），长长27444mmm（1088in）。梁梁的受弯弯钢筋由由底部的的两根55号（116mmm）受拉拉钢筋和和顶部的的两根33号（99.5mmm）的的受压钢钢筋组成成。为防防止发生生剪切破破坏，使使用1662mmm长的33号钢筋筋扎成闭闭合镫形形对梁的的抗剪进进行进一一步的加加固。有有5根梁梁浇筑时时角部做做成半径径25mmm（1inn）的圆圆角，从从而易于于加固材材料的安安置。图图4显示示了梁的的尺度、钢钢筋详图图、支座座和加载载点的位位置。使使用的钢钢筋为660等级级，屈服服强度4415MMPa（8800ppsi）。加固

15、材料研制中的混混合织物物用于加加固8根根梁。使使用了两两种不同同厚度的的织物。第第一种（HH体系，tt=1.0mmm）厚度度1.00mm（0.004inn），第第二种（HH-体系系，t=1.55mm）厚厚度1.5mmm（0.006inn）。其其他四根根梁使用用现在常常用的碳碳纤维加加固材料料进行加加固：11）一层层单向碳碳纤维薄薄片，极极限荷载载0.334kNN/mmm（1.95kkipss/inn）；22）两层层单向碳碳纤维织织物，极极限荷载载1.331kNN/mmm（7.5kiips/in）；3）一一层固体体玻璃谈谈碳纤维维板，极极限荷载载为2.8kNN/mmm（166kipps/iin）

16、。对对这些材材料测试试得到的的荷载-应变图图见图55。表22给出了了包括研研制中的的织物在在内的加加固材料料的特性性。粘结材料对这种混合合织物，使使用一种种环氧树树脂（环环氧A）注注入纤维维，并做做为织物物和混凝凝土表面面的粘结结材料。这这种环氧氧材料极极限应变变为4.4%，从从而保证证不至于于在纤维维破坏之之前破坏坏。对于于使用碳碳纤维薄薄片、板板和织物物加固的的梁，使使用的是是极限应应变为22.0%的环氧氧树脂（环环氧B）。由由生产商商提供的的粘结材材料的力力学特性性见表33。加固在梁的底部部和两侧侧喷砂以以使其表表面粗糙糙。然后后使用丙丙酮除去去污物对对梁进行行清洁。采采用两种种加固构构

17、造：11）只在在梁底面面布置加加固材料料（A组组梁）；2）除除对梁底底部外，在在梁两侧侧各伸长长1522mm（16iin），大大概能覆覆盖住梁梁的受弯弯拉伸部部分（BB组梁）。加加固材料料沿梁长长度布置置在中心心，长达达2.224m（88iin）。环环氧在对对梁进行行测试前前要进行行两周的的养护。对对研制中中的混合合织物（HH-体系系）加固固的梁，制制备了两两根，并并对各种种构造进进行测试试来证实实结果。表表4对梁梁的检测测进行了了汇总。仪器跨中FRPP的应变变通过布布置在梁梁底面的的三个应应变片测测量。测测量A组组梁钢筋筋拉伸应应变是通通过监控控在梁的的侧面与与钢筋棒棒平行处处测量点点设置的

18、的DEMMC（可可拆式机机械计量量器），而而B组梁梁使用的的是应变变片。跨跨中挠度度是通过过使用串串行电位位计测量量的。使使用液压压器对梁梁加载。荷荷载有一一种荷载载电池测测量。所所有的传传感器同同数据采采集系统统相连以以扫描并并记录读读数。试验结果和和讨论控制梁控制梁的屈屈服荷载载82.3kNN（188.5kkipss），极极限荷载载95.7kNN（211.5kkipss）。梁梁由于钢钢筋屈服服而破坏坏，随之之跨中混混凝土受受压破坏坏。控制制梁的试试验结果果见加固固梁的试试验成果果图上（图图6至115）。A组梁A组梁已在在底面进进行了加加固。图图6至111显示示了这些些梁的试试验结果果。H-

19、50-1梁和和H-775-11梁分别别和H-50-2梁和和H-775-22梁各自自的结果果非常接接近，因因此关于于这些梁梁的讨论论就集中中于后两两者，以以避免重重复。梁梁的延性性通过计计算延性性指数来来考察，即即计算破破坏时与与屈服时时的挠度度之比。图6（a）显显示了CC-1梁梁的荷载载-跨中中挠度关关系图，CC-1梁梁使用碳碳纤维薄薄片进行行加固。梁梁在荷载载为855.9kkN（119.33kipps）时时屈服，在在荷载为为1011.9kkN（222.99kipps）时时由于碳碳纤维薄薄片的开开裂而破破坏。值值得注意意的是，从从这幅图图中看来来，虽然然有了延延性性能能，但是是同控制制梁比起起

20、来，屈屈服荷载载只提高高了4%。延性性指数为为2.115。图图6（bb）显示示了跨中中荷载-碳纤维维应变关关系图。图7（a）显显示了CC-2梁梁对应的的荷载-挠度曲曲线。这这根梁使使用固体体玻璃碳碳纤维板板进行加加固。它它没有屈屈服台阶阶（延性性指数为为1），在在荷载为为1322.6kkN（229.88kipps）时时由于板板端部的的受剪-受拉破破坏而突突然破坏坏。尽管管荷载提提高了661%，但但破坏仍仍是脆性性的。图图7（bb）显示示了跨中中荷载-碳纤维维应变关关系。碳碳纤维破破坏时记记录的最最大应变变为0.33%，这意意味着板板的承载载力发挥挥了244%。C-3梁的的荷载-挠度关关系见图图

21、8（aa）。该该梁由两两层碳纤纤维织物物加固。它它在荷载载为1007.77kN（224.22kipps）时时屈服，在在荷载为为1344.4kkN（330.221kiips）时时由于织织物的剥剥落而破破坏，此此时它并并未如控控制梁那那样显示示出任何何明显的的屈服台台阶。延延性指数数是1.64。值值得注意意的是，在在图8（bb）中破破坏时记记录到的的碳纤维维应变的的最大值值为0.67%，这意意味着纤纤维承载载力大约约发挥了了48%。图9（a）显显示了HH-500-2梁梁的荷载载-挠度度关系。这这根梁使使用研制制中的厚厚度为11mm厚厚的混合合织物进进行加固固。屈服服荷载为为97.9Knn（222.

22、0kkipss）（同同控制梁梁比起来来提高了了19%）。在在图9（bb）中值值得注意意的是，当当梁屈服服时织物物应变为为0.440%。它它的延性性指数为为2.333，当当荷载最最终达到到1144.8kkN（225.88kipps）时时由于织织物的彻彻底开裂裂而破坏坏。图99（c）即即为破坏坏时的梁梁。图10（aa）显示示了H-75-2梁的的荷载-屈服关关系。这这根梁使使用厚度度为1.5mmm厚的研研制中的的混合织织物。它它在荷载载为1113.99kN（225.66kipps）时时屈服，在在1300.8kkN（229.44kipps）的的极限荷荷载下由由于织物物剥落而而导致彻彻底破坏坏之前体体现

23、出的的延性指指数为22.133。值得得注意的的是，尽尽管最终终破坏是是由于织织物的剥剥落，但但这是在在取得了了令人满满意的延延性之后后发生的的。从图图10（bb）中可可见当梁梁屈服时时的应变变为0.35%。图110（cc）是梁梁破坏时时的照片片。图11和表表5对AA组梁的的试验结结果进行行了比较较。可以以观察出出如下现现象：1C-11梁和HH-500-2梁梁体现了了较好的的延性特特征。但但是H-50-1梁比比C-11梁体现现了更高高的屈服服荷载。这这是因为为，经过过设计这这种研制制中的混混合织物物比碳纤纤维片有有更高的的初始刚刚度；因因此，在在钢筋屈屈服前它它比碳纤纤维对加加固的贡贡献更大大。

24、2尽管碳碳纤维织织物的极极限荷载载比1.5mmm厚的混混合织物物屈服时时对应的的荷载大大几倍，但但是直到到屈服时时，H-75-2体现现着和CC-3相相似的性性能。但但是H-75-2梁有有令人满满意的屈屈服台阶阶，而CC-3梁梁却没有有。3相对于于现在常常用的碳碳纤维加加固材料料，这种种研制中中的织物物屈服时时的应变变和钢筋筋的屈服服应变接接近。尽尽管仍然然较高，但但是混合合织物的的应变值值和梁屈屈服时的的应变值值接近，这这意味这这它和钢钢筋同时时屈服。这这一部分分要归功功于将植植物安置置在梁的的外表面面，这样样比安置置在梁的的内部要要承受更更大的拉拉应变。结结果织物物的屈服服应变设设计值看看起

25、来是是可以接接受的。4当使用用有较高高承载能能力的碳碳纤维板板（正如如在C-2梁中中使用的的）时，能能够提供供高的破破坏荷载载，同时时也会产产生脆性性破坏。B组梁这组梁除对对梁底部部外，在在梁两侧侧向上延延伸1552mmm（16iin）的的范围也也进行了了加固。改改组试验验结果见见表5和和图122至155。H-S500-1梁梁和H-S755-1梁梁分别和和H-SS50-2梁和和H-SS75-2梁各各自的结结果非常常接近，因因此关于于这些梁梁的讨论论就集中中于后两两者，以以避免重重复。图12（aa）显示示了CSS梁的荷荷载-挠挠度关系系。这根根梁是使使用碳纤纤维薄片片体系加加固的。它它在荷载载达

26、到999.22kN（222.33kipps）时时由于钢钢筋的屈屈服而屈屈服。屈屈服荷载载增加了了20%。梁在在达到1123.3kNN（277.7kkipss）的极极限荷载载时由于于跨中混混凝土的的受压破破坏而破破坏。从从图122（b）可可以看出出当梁屈屈服时，碳碳纤维的的应变为为0.335%，因因此在这这段承载载阶段发发挥了它它的大约约30%的能力力。在梁梁破坏之之前记录录到的最最大应变变为1.0%。取取得的延延性指数数为2.04。H-S500-2的的试验结结果见图图13。这这根梁使使用研制制中的厚厚度为11mm厚厚的混合合织物进进行加固固。图113（aa）显示示了它的的荷载-挠度曲曲线。当当

27、荷载达达到1113.99kN（225.66kipps）时时由于钢钢筋和织织物的破破坏，梁梁发生破破坏。屈屈服荷载载增加了了38%。梁在在达到1146.6kNN（322.9kkipss）的极极限荷载载时由于于混凝土土的受压压破坏而而破坏。延延性指数数为2.25。图图13（bb）显示示了跨中中荷载和和织物应应变的关关系。梁梁屈服时时记录到到的应变变值是00.355%，在梁破破坏前记记录到的的最大应应变值是是1.22%。梁梁的破坏坏情形见见图133（c）。图14即HH-S775-22的试验验结果。这这根梁也也是用研研制中的的混合织织物加固固的，但但是厚度度为1.5mmm。从图图14（aa）可见见梁在

28、荷荷载为1127.3kNN（288.6kkipss）时屈屈服，由由于钢筋筋和织物物的屈服服，屈服服荷载增增加了555%。当当荷载达达到1662.00kN（336.44kipps）时时，这根根梁由于于跨中混混凝土的的受压破破坏而破破坏。它它的延性性指数为为1.889。图图14（bb）显示示了跨中中荷载和和织物应应变的关关系。在在梁破坏坏前记录录到的最最大应变变是0.74%。该梁梁的破坏坏情形见见图144（c）。图15显示示了B组组各梁试试验结果果的比较较。从试试验结果果可以观观察到如如下现象象：1虽然混混合织物物的屈服服荷载低低于碳纤纤维板的的极限荷荷载，但但是H-S500-2梁梁比CSS梁体现

29、现出了更更高的延延性。这这是因为为同碳纤纤维薄片片相比，这这种混合合织物有有更高的的初始刚刚度。2用研制制中的混混合织物物加固的的梁屈服服荷载更更大，并并且有令令人满意意的屈服服台阶。这种研制中中的混合合织物的的一个优优点是它它易于通通过视觉觉观察判判断织物物是否屈屈服，因因为任何何破坏的的碳纤维维纱线都都是可见见的。而而且，这这种混合合织物比比目前常常用的碳碳纤维材材料便宜宜，因为为这些纤纤维中超超过755%的使使用的是是玻璃纤纤维，而而这要比比碳纤维维成本低低。结论基于本研究究所介绍绍的研究究调查，可可以得出出如下结结论：1目前常常用的FFRP材材料作为为弯曲加加固体系系用于混混凝土结结构

30、并不不能总是是在加固固梁中提提供类似似未加固固梁的屈屈服时的的屈服台台阶。在在一些情情况下，加加固可能能导致加加固梁的的脆性破破坏或着着是屈服服荷载增增加很不不明显，或或者是二二者兼有有。2选择的的几种类类型的纤纤维的混混杂被用用于研制制伪延性性的织物物，它在在屈服时时的应变变低（00.355%）。经经过设计计，这种种织物具具有同加加固梁中中的钢筋筋同时屈屈服的潜潜力。3同那些些应用碳碳纤维进进行加固固体系相相比，使使用研制制中的混混合织物物进行加加固的梁梁通常会会显示出出在屈服服荷载上上有更高高的增长长。有些些用混合合织物进进行加固固的梁会会显示出出类似未未加固梁梁的屈服服台阶。这这在结构构

31、破坏之之前保证证足够的的警示作作用是特特别重要要的。4使用研研制中的的混合织织物体系系进行加加固的梁梁并没有有显示出出明显的的延性损损失。使使用碳纤纤维加固固的梁也也没有明明显的延延性损失失，但是是屈服荷荷载较低低。参考文献ASTM D 330399, 220000, “SStanndarrd TTestt Meethood ffor Tennsille PPropperttiess off Pollymeer MMatrrix Commpossitee Maaterrialls,” Annnuall Boook of ASTTM SStanndarrds, V. 15.03, ppp. 11

32、06-1188.Bunseell, A. R., aand Harrriss, BB., 19774, “Hyybriid CCarbbon andd Gllasss Fiibree Commpossitees,” Commpossitees, V. 5, pp. 1557-1164.Chow, T. W., aand Kellly, A., 119800, “MMechhaniicall Prropeertiies of Commpossitees,” Annual Review of Composite Science, V. 10, pp. 229-259.Fukudda, H., an

33、nd CChoww T. W., 119811, “MMontte CCarllo SSimuulattionn off Strrenggth of Hybbridd Coompoosittes,” JJourrnall off Coompoositte MMateeriaals, V. 166, pp. 3771-3385.Gracee, NN. FF.; Sollimaan, K.; Abbdell-Saayedd, GG.; andd Saalehh, KK., 19999,“Streengtthenningg Reeinfforcced Conncreete Beaams Usiing

34、 Fibber Reiinfoorceed PPolyymerr CFRRP LLamiinattes,” JJourrnall off Coompoosittes forr Coonsttrucctioon, ASCCE, V. 2, No. 4.Harriis, H. G.; Soombooonssongg, WW.; andd Frrankk, KK. KK., 19998, “Neew DDucttilee Hybbridd FRRP RReinnforrcemmentt Baar ffor Conncreete Strructturees,” Jouurnaal oof Commpo

35、ssitees ffor Connstrructtionn, AASCEE, VV. 22, NNo. 1, pp. 288-377.Mandeers, P. W., aand Badder, M. G., 119811, “TThe Strrenggth of Hybbridd Gllasss/Caarboon FFibrre CCompposiitess: PPartt 1Faiilurre SStraain Enhhanccemeent andd Faailuure Modde,” Jouurnaal oof MMateeriaals Sciiencce, V. 16, ppp. 222

36、333-22245.Nannii, AA.; Hennnekke, M. J.; annd OOkammotoo, TT., 19994, “Teensiile Prooperrtiees of Hybbridd Roods forr Cooncrretee Reeinfforccemeent,” CConsstruuctiion andd Buuilddingg Matteriialss, VV. 88, NNo. 1, pp. 277-344.Norriis, T.; Saaadaatmaanessh, H.; annd EEhsaani, M. R., 119977, “SSheaar

37、aand Fleexurre SStreengtthenningg off R/C BBeamms wwithh Caarboon FFibeer SSheeets,” JJourrna of Strructturaal EEngiineeerinng, ASCCE, V. 1233, NNo. 7, pp. 9003-9911.Philiips, L. N., 119766, “ Thee Hyybriid EEffeectDoees iit EExisst?” Commpossitees, V. 7, pp. 7-8. Ritcchiee, PP. AA.; Thoomass, DD. A

38、A.; Lu, L.; aand Connnellly, G. M., 119911, “Exxterrnall Reeinfforccemeent of Conncreete Beaams usiing Fibber Reiinfoorceed Plaastiics,” AACI Strructturaal JJourrnall, VV. 888, No. 4, Juuly-Augg., pp. 4990-5500.Saadaatmaanessh, H., annd EEhsaani, M. R., 119911, “RRC BBeamms SStreengtthenningg witth

39、GGFRPP Pllatees II: EExpeerimmenttal Stuudy,” JJourrnall off Sttruccturral Enggineeeriing, ASCCE, V. 1177, NNo. 11, ppp. 334177-34433.Sombooonssongg, WW.; Fraank, K. K.; aand Harrriss, HH. GG., 19998, “Duuctiile Hybbridd Fiiberr Reeinfforcced Plaastiic RReinnforrcinng,” ACII Maaterrialls JJourrnall,

40、 V. 95, Noo. 66, NNov.-Deec., ppp. 6655-6666.Tamuzzs, V., annd TTepfferss, RR., 19995, “Duuctiilitty oof NNonmmetaalliic HHybrrid Fibber Commpossitee Reeinfforccemeent forr Cooncrretee,” Prooceeedinngs, 2nnd IInteernaatioonall RILLEM Symmpossiumm (FFRPRRCS-2), ppp. 118-225.Trianntaffilllou, N. P., 1

41、19922, “SStreengtthenningg off RCC Beeamss wiith Epooxy-Bonndedd Fibber-Commpossitee Maaterrialls,” Matteriialss annd SStruuctuuress, VV. 225, pp. 2001-2211.附录表1 复合合纤维的的力学特特性纤维材料描述弹性模量，GGPa（MMSi）抗拉强度，MMPa（kksi）破坏时的应应变，%1号碳纤维维超高摸量碳碳纤维379（555）1324（1192）0.352号碳纤维维高摸量碳纤纤维231（333.55）2413（3350）0.9至11.0玻璃纤

42、维E型玻璃48（7）1034（1150）2.1表2 加固固材料的的特性类型屈服荷载，kkN/mmm（kkipss/inn）屈服应变，%极限荷载，kkN/mmm（kkipss/inn）极限应变，%厚度，mmm（inn）碳纤维薄片片0.34（11.955）1.20.13（00.0005）碳纤维板2.8（116.00）1.41.3（00.055）碳纤维织物物1.31（77.500）1.41.90（00.0775）H体系（tt=1mmm）0.23（11.300）0.350.39（22.244）1.741.0（00.044）H体系（tt=1.5mmm）0.34（11.955）0.350.59（33.36

43、6）1.741.5（00.066）表3 环氧氧粘结材材料特性性环氧类型抗拉强度，MMPa（kksi）极限应变，%抗压强度，MMpa（kksi）A66.3（99.622）4.4109.22（155.844）B68.9（110.00）2.086.2（112.550）表4 试验验梁的汇汇总梁的组别梁的称号加固材料N/A控制梁N/AA组梁C-1碳纤维薄片片C-2碳纤维板C-3碳纤维织物物H-50-1H体系（tt=1mmm）H-50-2H-75-1H体系（tt=1.5mmm）H-75-2B组梁CS碳纤维薄片片H-S500-1H体系（tt=1mmm）H-S500-2H-S755-1H体系（tt=1.5mm

44、m）H-S755-2表5 试验验结果汇汇总梁的名称加固体系屈服荷载，kkN (kipps）屈服时的挠挠度，mmm（iin）破坏时的荷荷载，kkN（kkipss）破坏时的挠挠度，mmm（iin） 延性指数数=第66列/第第4列破坏时FRRP的应应变，%最终破坏类类型控制梁N/A82.3（118.55）14.0（00.555）95.7（221.55）49.5（11.955）3.55N/A钢筋屈服后后混凝土土破坏C-1碳纤维薄片片85.9（119.33）13.2（00.522）101.99（222.9）28.4（11.122）2.151.10钢筋屈服后后FRPP断裂C-2碳纤维板132.66（299

45、.8）16.0（00.633）1.000.33剪切拉伸破破坏C-3碳纤维织物物107.77（244.2）13.5（00.533）134.44（300.2）22.1（00.877）1.640.67钢筋屈服后后FRPP剥落H-50-2H体系（tt=1mmm）97.9（222.00）15.2（0.6）114.88（255.8）35.6（11.400）2.331.55钢筋和FRRP屈服服后，FFRP断断裂H-75-2H体系（tt=1.5mmm）113.99（255.6）13.7（00.544）130.88（299.4）29.2（11.155）2.130.74钢筋和FRRP屈服服后，FFRP剥剥落CS碳

46、纤维薄片片99.2（222.33）14.2（00.566）123.33（277.7）29.0（11.144）2.041.00钢筋屈服后后混凝土土破坏H-S500-2H体系（tt=1mmm）113.99（255.6）14.2（00.566）146.44（322.9）32.0（11.266）2.251.20钢筋和FRRP屈服服后混凝凝土破坏坏H-S755-2H体系（tt=1.5mmm）127.33（288.6）15.8（00.622）162.00（366.4）29.7（11.177）1.890.74钢筋和FRRP屈服服后混凝凝土破坏坏ACI SSTRUUCTUURALL JOOURNNAL TEC

47、CHNIICALL PAPPER Titlee noo：99-S711Strenngthheniing of Conncreete Beaams Usiing Innnovaativve DDucttilee Fiiberr-Reeinfforcced Pollymeer FFabrricBy Naabill F. Grracee, GGeorrge Abeel-SSayeed, Waeel FF. RRaghhebabstrracttAn innnovvatiive, unniaxxiall duuctiile fibber-reiinfoorceed ppolyymerr (FFRP) f

48、aabriic hhas beeen rreseearcchedd, ddeveelopped, annd mmanuufaccturred (inn thhe SStruuctuurall Tesstinng Cennterr att Laawreencee Tecchnoologgicaal Uniiverrsitty) forr sttrenngthheniing strructturees. Thee faabriic iis aa hyybriid oof ttwo typpes of carrbonn fiiberrs aand onee tyype of glaass fibbe

49、r, annd hhas beeen ddesiigneed tto pprovvidee a pseeudoo-duuctiile behhaviior witth aa loow yyielld-eequiivallentt sttraiin vvaluue iin ttenssionn. TThe efffecttiveenesss aand ducctillityy off thhe ddeveelopped fabbricc haas bbeenn innvesstiggateed bby sstreengtthenningg annd ttesttingg eiightt coon

50、crretee beeamss unnderr fllexuurall looad. Siimillar beaams strrenggtheenedd wiith currrenntlyy avvaillablle uuniaaxiaal ccarbbon fibber sheeetss, ffabrricss, aand plaatess weere alsso ttestted to commparre ttheiir bbehaavioor wwithh thhosee sttrenngthheneed wwithh thhe ddeveelopped fabbricc. TThe f

51、abbricc haas bbeenn deesiggnedd soo thhat it hass thhe ppoteentiial to yieeld simmulttaneeoussly witth tthe steeel reiinfoorceemennt oof sstreengtthenned beaams andd heencee, aa duuctiile plaateaau ssimiilarr too thhat forr thhe nnonsstreengtthenned beaams cann bee acchieevedd. TThe beaams strrenggt

52、heenedd wiith thee deevellopeed ffabrric exhhibiitedd hiigheer yyielld lloadds aand achhievved higgherr duuctiilitty iindeexess thhan thoose strrenggtheenedd wiith thee cuurreentlly aavaiilabble carrbonn fiiberr sttrenngthheniing sysstemms. Thee deevellopeed ffabrric shoows a mmoree efffecctivve cco

53、nttribbutiion to thee sttrenngthheniing mecchannismm.keywoord：Conncreete, duuctiilitty, texxtille ffibeer rreinnforrcemmentt, ddisttorttionnINTROODUCCTIOONThe uuse of extternnallly bbondded fibbcr-rciinfoorcccd ppolyymerr (FFRP) shheetts aand strripss haas rreceentlly bbeenn esstabblisshedd ass ann

54、efffecctivve ttooll foor rrehaabillitaatinng aand strrenggtheeninng rreinnforrcedd cooncrretee sttruccturres. Seeverral expperiimenntall innvesstiggatiionss haave beeen rrepoorteed oon tthe behhaviior of conncreete beaams strrenggtheenedd foor fflexxuree ussingg exxterrnallly bonndedd FRRP pplattes,

55、 shheetts, or fabbriccs. Saaadattmanncshh annd EEhsaani (19991) exxamiinedd thhe bbehaavioor oof cconccrette bbeamms sstreengtthenned forr fllexuure usiing glaass fibber-reiinfoorceed ppolyymerr (GGFRPP) pplattes. Riitchhie ct al. (119911) ttestted reiinfoorceed cconccrette bbeamms sstreengtthenned

56、forr fllexuure usiing GFRRP. carrbonn fiibcrr-rccinfforcccd pollymeer (CFRRP). annd GG/CFFRP plaatess. GGracce eet aal. (19999) annd TTriaan- taffilllou (19992) sttudiied thee beehavviorr off reeinfforcced conncreete beaams strrenggtheenedd foor fflexxuree ussingg CFFRP sheeetss. NNorrris. Saaadattm

57、anncshh. aand Fhssanii (119977) iinveestiigatted thee beehavviorr off cooncrretee beeamss sttrenngthheneed uusinng CCFRPP unnidiirecctioonall shheetts aand CFRRP wwoveen ffabrricss. IIn aall of theese invvesttigaatioons, thhe sstreengtthenned beaams shoowedd hiigheer uultiimatte lloadds ccomparred t

58、o 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- ddefllecttionn beehavviorr off thhe bbeamms, howweveer, shoowedd thhat thee maajorri

59、tyy 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 inncreeasee inn yiieldd looad. Heencee, aa siigniificcantt inncreeasee inn seerv

60、iice levvel loaads couuld harrdlyy bee gaaineed.Apartt frrom thee coondiitioon oof tthe conncreete eleemennt bbefoore strrenggtheeninng, thee stteell reeinfforccemeent conntriibuttes siggnifficaantlly to thee fllcxuurall reespoonsee off thhe sstreengtthenned beaam. Unfforttunaatelly, avaailaablee FR