FRP在结构中的应用与发展.docxVIP

? ? FRP在结构中的应用与发展 ? ? 陈喆 Summary：基于FRP具有的轻质高强、耐腐蚀等不同于传统材料的优越特性，经过国内外各项研究与实践，现已广泛运用于建筑结构领域。本文将结合FRP材料的优缺点及FRP混凝土结构在国内外的发展及应用情况，阐述FRP混凝土在建筑结构中的发展情况和面临的问题。 Key：FRP；FRP结构；欧美规范；日本规范；中国规范 Abstract：Based on the superior characteristics of FRP including light weight， high strength， corrosion resistance and others which are different from other traditional materials， FRP has been widely applied in the field of architectural structure through various researches and practices at home and abroad. In this paper， the advantages and disadvantages of FRP materials and the development and application of FRP concrete structures at home and abroad are discussed， and the development and problems of FRP concrete in the construction structure are expounded. Keywords：FRP； FRP-structure； American and Euro code； Japanese code； Chinese code 前言 从上世纪40年代开始，FRP已开始运用于航空、航天、船舶、汽车、医学、机械等高精尖领域，并且由于其轻质高强、耐腐蚀等特性弥补了传统建筑材料的不足，近年来在桥梁工程、海洋工程、加固改造工程等土木工程領域成为研究与运用的热点。国内外在应用的过程中都投入了一定的力量对纤维增强复合材料进行研究，并制定了相关规范。 1.FRP材料的特性 FRP材料的性质及优缺点有别于传统结构工程中使用的材料，虽不用于完全取代现有材料，但拥有其不可替代的地位。 1.1概述 FRP为fiber reinforced polymer composites的简称，中文译为纤维增强复合材料，指连续纤维或纤维织物及聚合物树脂通过复合工艺组合而成的一种聚合物基复合材料，常用的纤维复合材料形态见图1。按所用纤维的种类分为碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）、芳纶增强复合材料（AFRP）、玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）等[5]，由FRP材料制成的常用结构材料包括FRP片材、FRP筋及FRP管等。 FRP片材主要应用于结构加固工程，由纤维布或连续纤维经工厂树脂浸渍固化后制成。 由单向连续纤维拉挤成型并经树脂浸渍固化的纤维增强复合材料制成的棒状制品称为FRP筋，可用于代替钢筋混凝土结构中的钢筋及预应力筋，为增加其与混凝土的粘结性，可对其表面进行处理。与传统用于钢筋混凝土中的钢筋性能相比，FRP筋抗拉强度高，弹性模量及伸长率较低，FRP筋与钢筋的主要力学性能指标的对比见表1。 FRP管常以内填充混凝土的组合形式使用，FRP管不仅能提供较大的环向约束力，又较传统钢管具有自重轻、耐腐蚀的优势。 1.2优点 FRP材料具有远高于普通钢材的抗拉强度，并且密度仅为一般钢材的四分之一左右，极大程度上减轻了结构自重，从而降低了运输及人工成本。轻质高强的特性使其多用于桥梁及大跨度工程，提高桥梁及大跨度建筑的极限跨度。 FRP材料具有良好的抗腐蚀性，可以长期使用于酸、碱、氯盐和潮湿环境中，弥补了传统材料在该类地域使用的不足。目前在海洋、化工建筑结构的实际运用中已很好得证明了该优点，在延长结构使用寿命的同时，还降低了结构的维护费用[9]。 FRP材料具有很好的可设计性，可以通过使用不同种类的纤维，不同的纤维含量制造出各种强度、各种形式的FRP产品[11]。 FRP材料的塑性变形小，在达到极限抗拉强度之前，其应力-应变关系接近线性，发生较大变形后仍能恢复原状，这对于结构偶然超载后的变形恢复比较有利。 FRP材料为非金属材料，具有无磁性的特点，使得其在一些有特殊要求的场合，如医院、实验室、机场等，发挥不可替代的用处。 FRP产品还适合于工厂中预制，运送至现场安装的施工方式，可以提高劳动效率，更好的保证工程质量。 1.3缺点 FRP材