時冬冬

摘 要：FRP憑借其良好性能，近年來已經成為應用于工程結構中的重用材料。FRP不僅被當作補強材料普遍應用于結構加固中，更是作為一種新型建筑材料越來越廣泛地被應用于各種新建工程結構中。目前，F(xiàn)RP的應用已經成為工程界高度重視的研究話題。本文就FRP在工程結構加固的應用進行分析，旨在提高FRP的應用價值提高可靠借鑒。

關鍵詞：FRP 工程應用 結構加固

中圖分類號：TU378 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0066-01

FRP是一種材料的統(tǒng)稱，其具體指的是纖維增強復合材料。增強體和基體共同構成復合材料。按照增強體的相應幾何形態(tài)可將復合材料分為4種，分別為疊層增強復合材料、薄片增強復合材料、顆粒增強復合材料、纖維增強復合材料[1]。存在于FRP中的基體種分別有金屬基體、樹脂基體、碳素基體、陶瓷基體等。存在于FRP中的纖維種類分別有碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、聚烯烴纖維、金屬纖維、玄武巖纖維等。FRP所具有的性能因其組分差別具有較大的差異性。現(xiàn)階段，在工程結構加固中應用較為普遍的FRP材料為樹脂基體的碳纖維（CFRP）、玻璃纖維（GFRP）等。這些材料在力學性能參數(shù)中均具有較大的變化范圍，因此，在實際應用過程中具有較好的靈活性和可塑性。

1 FRP材料在工程結構加固中的應用優(yōu)勢分析

FRP在工程結構加固中的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：（1）FRP的抗腐蝕性能較強，可正常應用于堿、酸、潮濕的環(huán)境中。所以，在部分特殊工程中，其具有很好的應用價值。（2）FRP具有很好的彈性性能。FRP具有接近線性的應力-應變曲線，當形狀出現(xiàn)較大變化時可很好地恢復原狀，塑性發(fā)生較小的形變，適用于動載承受力及沖擊荷載較大的工程結構。（3）FRP具有良好的設計性。FRP可通過各種纖維種類，對纖維含量、鋪襯方向、成型工藝等各種方法，設計出具有不同彈性及強度的FRP，更好地滿足各種類型工程結構加固需求。（4）FRP具有隔熱、絕緣、不導磁、抗電磁波等諸多特點。

2 FRP在工程結構加固中的應用分析

2.1 抗彎加固性能

應用FRP復合材料貼在混凝土結構的相應受拉區(qū)，將工程結構的承載力擴大，結構中的裂縫也會得到一定程度的擴大。貼覆FRP復合材料后的混凝土結構與經過粘鋼加固處理過后的結構、普通混凝土結構等相比較，具有明顯的差異性。貼覆FRP復合材料后的混凝土結構具有更加突出的牢固性。近年來，F(xiàn)RP復合材料加固混凝土梁已經成為國內外眾多研究者關注的熱門話題[2]。其研究的內容主要集中在破壞力度、抗彎能力、承載能力等。FRP復合材料加固后的混凝土梁中存在的裂縫展開、截面變形等問題也成為研究內容。目前，多數(shù)研究者還將研究的重點放在抗彎能力計算方法、滯后應變跨中撓度計算公式中。

2.2 抗剪加固性能

在工程結構中，應用FRP復合材料貼在混凝土梁上的受剪區(qū)后，該區(qū)域的抗剪性能會得到一定程度的增強。工程施工建設中，主要應用的結構加固方法主要有3種，分別為U型粘貼、側面粘貼、包裹粘貼。在這3種方法中，包裹粘貼最為實用和經濟。FRP抗剪加固性能主要受混凝土強度、梁的配箍率、梁的剪跨比、FRP配筋率等多種因素的影響。此外，F(xiàn)RP應用過程中的具體粘貼方式與錨固性能、FRP及黏結膠自身材料的具體性能有著密切的聯(lián)系。目前，國內外工程建設研究者的研究內容重點放在承載力、破壞機制的計算上。

2.3 抗震加固性能

在工程建設中，想要增強工程結構的抗震能力，必須要增強混凝土極限壓應變，提高構件延性，這就需要依靠外包FRP約束塑性鉸區(qū)。FRP對混凝土結構的滯回耗能性能、延性特征產生的約束力主要是通過其側向約束強度及模量兩個性能產生作用。將FRP橫向附加約束加入到新型鋼管混凝土柱中，可有效將工程結構的抗震能力提高。使用FRP外包混凝土柱來實現(xiàn)工程結構抗震加固性能的提高是一種效果好且經濟實用的方法。

2.4 抗疲勞加固性能

在FRP復合材料加固構件中，剪切及彎曲疲勞時其重要組成部分。根據荷載的形式對其進行標準劃分，可將其具體分為常副、變幅荷載兩種。FRP片材加固構件的疲勞程度主要受3個因素影響，具體為FRP加固部分的疲勞斷裂程度、原有混凝土結構的抗疲勞程度、混凝土界面與FRP材料的抗疲勞破壞能力。

2.5 鋼結構、木結構等加固及復雜環(huán)境中下部結構加固

對鋼結構進行加固的最佳方法為外粘FRP板或者布，通過FRP外粘的方式來實現(xiàn)鋼結構抗疲勞性能的提高，可有效防止在加固的操作過程中出現(xiàn)多余的應力[3]。同時，F(xiàn)RP也可有效應用于木結構、砌體結構等的加固。在各種工程建設過程中，工程底部結構極易受各種環(huán)境影響，其結構性能及抗力均出現(xiàn)不同程度的劣化或者衰減。應用FRP憑借其各種性能及諸多優(yōu)勢，可有效解決復雜環(huán)境下工程結構的加固問題。工程應用實踐已經證明，F(xiàn)RP可成功應用于水下基礎結構的加固。此外，F(xiàn)RP還可應用于管道、隧道、塔桅結構、橋梁、煙囪結構等的加固，其在工程建設中的應用范圍極為廣泛，且均具有較好的應用效果。

3 FRP復合材料加固技術發(fā)展分析

在工程建設中，F(xiàn)RP復合材料具有巨大的發(fā)展和應用空間。在對FRP復合材料進行研究和應用的過程中個，需高度重視以下兩個方面內容：（1）在使用品種較為單一的FRP復合材料前提下，應加強對具有不同性能的FRP復合材料進行研究和開發(fā)，并將其混合應用于工程結構加固中。在混合材料的應用過程中，需嚴密觀察期性能及特性的變化情況。通過深入研究，推動FRP復合材料的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，并應用相應的措施對其缺陷進行克服或彌補。只有這樣，才能使該種材料的應用更加符合現(xiàn)代工程建設的結構加固要求，滿足社會經濟發(fā)展需求。（2）FRP復合材料的最突出優(yōu)點為高強高性能。所以，要在工程結構的加固中充分應用有力措施。通過預應力對FRP在工程施工過程中的實際應用研究更為深入，應用結構設計具有更大的靈活性，促進其更好地滿足工程結構加固補強要求。

4 結語

FRP在工程建設中的應用可有效促進現(xiàn)代土木工程建設技術發(fā)展和工程質量的提高。因此，現(xiàn)階段FRP的研發(fā)及在工程結構中的應用已經成為國內外土木工程界及復合材料界進行深入研究和開發(fā)的熱點。FRP具有越來越廣闊的發(fā)展和應用空間。在我國，F(xiàn)RP加固混凝土結構起步較晚，但發(fā)展速度較快。為了促進我國工程建設中加固技術的發(fā)展，必須堅持不懈地加強對FRP的結構加固進行深入研究和開發(fā)，推動我國工程建設效率及質量的提高。

參考文獻

[1] 馬建鋒，李波，叢紹運.淺談FRP在土木工程領域中的研究與應用[J].科技信息（學術研究），2011，3（3）：38-39.

[2] 盧亦焱，黃銀燊，張?zhí)栜?，?FRP加固技術研究新進展[J].中國鐵道科學，2013，1（12）：105-106.

[3] 陳超.FRP在土木工程中應用的新進展[J].黑龍江科技信息，2012，11（5）：615-616.endprint