型复合材料FRP在土木工程中的应用

新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 新型复合材料纤维增强塑料 FRP 在土木工程中的应用 长沙理工大学 2010年 10月 汇报人姓名 田仲初 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 纤维增强复合材料 FRP（ Fiber Reinforced Polymer/Plastics） 在土 木工程中的研究与应用始于 上个世纪 60年代的美国 ，但在当时及随后 的 20多年里，由于 FRP材料 价格居高不下 以及 试验结果不理想 ，使得其 在土木工程中的应用研究趋于停滞，但其在 航天航空业、造船业、汽 车工业和运动器材制造业 等方面的成功应用却越来越多。直至上个世 纪 80年代后期 ， FRP材料在土木工程上的应用研究才又趋于活跃。但目 前相关的主要研究大都集中在 北美的加拿大和美国、亚洲的日本、大 洋洲的澳大利亚和西欧的一些发达国家 等，其它国家和地区的相应研 究要少得多。 我国 从 20世纪 80年代后期开始对 FRP修复加固土木建筑结 构技术 进行研究并应用于工程实践，目前已经形成了科研院所、高等 院校、生产单位、商业公司共同努力，技术迅速发展的势头。 前言 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP材料的种类 碳纤维增强塑料 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer)； 玻璃纤维增强塑料 GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer)； 芳纶纤维增强塑料 AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer)。 FRP材料的优点 抗拉强度高 、 重量轻 、 免锈蚀 、热膨胀系数低、无磁性以及抗疲劳性能 如 CFRP的抗拉强度有的可达到 3000MPa，而重量却仅为钢材的 1/5， 强度与质量密度的 比值高 （比钢材高 1015倍） 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP材料的不足之处 1、 材料各向异性 ，造成受力上有许多不同于传统材料的现象； 2、材料整体的抗剪强度及层间 剪切强度低 ，因而造成连接件设计上的困难； 3、材料直到拉断还表现出 线弹性 的力学特征，其 断裂应变小 ，破坏呈脆性， 防火性能差 。 FRP材料的 连接 和 锚固 以及组成 结构的延性 是这种材料应用到土 木工程中必须注重的 关键问题 。 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP几种常用的产品型式 片材 筋材 格构型材 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP在现有结构加固中的应用 FRP布加固主梁以提高 抗弯性能 FRP布加固桥墩以提高 强度和延性 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP在新建结构中的应用 1992年英国建成的全 FRP人 行斜拉桥 Aberfeldy桥 GFRP AFRP 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 1996年瑞士建成了第一座 CFRP拉索公路 桥 Stork Bridge 2415mm 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 国内首座 CFRP拉索斜拉桥江苏大学西山人行天桥 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP智能特性在工程中的应用 FRP的智能特性是指在 FRP材料生产过程中将光纤传感器置于纤维 和树脂之中，利用光纤传感器进行实时检测。 加拿大的 Confederation 桥及其内的智能传感器 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 FRP结构相关规程的编制 日本： FRP的设计与施工指南； 美国： FRP配筋混凝土结构的设计与施工指南； 欧洲： FRP加筋混凝土、预应力混凝土和混凝土加固设计指南； 中国：碳纤维布加固修复混凝土结构技术规程。 有待进一步研究的领域 (1)自主开发性能稳定的 FRP产品； (2)FRP材料、构件及整体结构的力学性能、设计理论和设计方 法的研究，建立适用于不同 FRP材料的统一计算模型； (3)FRP材料的连接和锚固及其它与结构设计和工程施工有关的 构造措施及施工制作技术； (4)相关设计与施工规程的编制。 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 相关的研究成果 碳纤维（ CFRP）配筋预 应力混凝土薄腹 T梁受力 性能试验研究 体外配置碳纤维（ CFRP） 预应力筋混凝土箱梁长期 性能试验研究 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 相关的研究成果 静载试验装置 疲劳试验装置 夹片预紧试验装置 筋材预张试验装置 粘结式锚具 复合式锚具 夹片式锚具 锚固系统 研究 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 相关的研究成果 CFRP拉索超高性能混凝土斜拉桥模型 试验研究 热水养护箱 桥墩钢筋 拆模 叉车吊装 主梁钢筋 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 相关的研究成果 CFRP拉索超高性能混凝土斜拉桥模型 试验研究 桥墩养护后从养护箱里吊装出来 目前正在养护主梁，暑假安装 并静力试验研究 欢迎到试 验室指 导工作 新型复合材料 FRP在土木工程中的应用 Thank you