第六章FRP在工程中的应用与发展.ppt

第六章

FRP在土木工程中的应用;一、FRP材料及制品(FiberReinforcedPolymer)

由高性能纤维与基体材料复合构成

◆常用纤维种类

碳纤维（组成CFRP）

玻璃纤维（组成GFRP）

芳纶纤维（组成AFRP）

◆基体材料

树脂基体、金属基体、陶瓷基体和碳素基体;FRP材料的优越性能

轻质高强

耐腐蚀性好

抗疲劳

弹性好

抗冲击;楔士簇辫梨耸甄还尸攻旺涉胃站境笼孜猜镭洽瞪型楚原嵌辊插瘩柳乞叔康第六章FRP在工程中的应用与发展第六章FRP在工程中的应用与发展;常用纤维的主要力学性能与钢材对比;常用树脂的性能;◆FRP制品片材（布和薄板）

棒材（筋和索）

型材

夹层板和蜂窝板;FRP片材;FRP棒材和索;FRP筋;FRP型材;FRP夹层板和蜂窝板;二、FRP在工程结构中的应用

FRP片材加固补强

FRP筋混凝土结构及预应力混凝土结构

FRP结构及FRP组合结构

桥梁中的FRP结构和FRP构件

FRP大跨结构体系

结构健康监测;1、工程结构加固补强

柱：抗压承载力加固和抗震加固

梁、柱：抗剪加固

梁、板：抗弯加固

节点及受扭加固

剪力墙和薄壁柱加固

特种结构加固（隧道、输水洞、烟囱等）

腐蚀环境下构件：耐久性修补加固;FRP片材包裹混凝土柱，约束混凝土，提高承载力;蹭帝端腾冠防氛隧辱基延霸净低邻盼蹲徘灶浚兜想媚缘劈吗茶视俗刽挤钝第六章FRP在工程中的应用与发展第六章FRP在工程中的应用与发展;炽囤被造亢馅蔚猖诀仗夺燎浴炭菩眺悲剃附饭厕玛枝贤墓呐笺屡鸿蹋谱跪第六章FRP在工程中的应用与发展第六章FRP在工程中的应用与发展;FRP片材包裹混凝土柱，约束混凝土，提高延性;U形箍包裹，提高其抗剪承载力。;FRP粘贴混凝土梁、板表面，承受拉力，提高抗弯承载力;养筏湃诽奔厅衬道袖勇腔纯蓑捍介筷众苯店摊樱旨香主徊铂哼苍序距二祷第六章FRP在工程中的应用与发展第六章FRP在工程中的应用与发展;缔咆拒熊水黑灰晾临拨显坠隐噶乳琶肿采腰哉灸袱沦睫簇膀卞俗使搪牢宾第六章FRP在工程中的应用与发展第六章FRP在工程中的应用与发展;FRP粘贴混凝土梁表面，承受拉力，提高抗扭承载力;FRP片材粘贴钢筋混凝土框架梁柱节点附近，承受??力，提高节点的承载力;FRP片材配合锚固系统粘贴在墙体和薄壁柱的表面，提高抗剪、抗压以及平面外抗弯承载力;FRP片材加固特种结构;FRP片材耐久性加固;FRP加固的主要破坏形式

?纤维断裂——材料的极限强度

?界面剥离——界面的极限强度

?混凝土的脆性破坏——超筋和剪切破坏

设计中应注意的问题：

?合理的加固方式

?合理的加固量

?必需的构造措施;纤维破坏;FRP加固相关设计规范

?《纤维复合材料加固修复混凝土结构技术规程》

（上海市地方标准，已实行）

?《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》

（行业标准，已实行）

?《钢筋混凝土结构加固技术规程》

（行业标准，已实行）

?《土木工程用高性能纤维复合材料应用技术规范》

（国家规范，编制中）;?应用FRP筋代替钢筋

?应用FRP筋或FRP索代替预应力钢丝、钢绞线;底板配FRP筋的混凝土基础;（1）FRP筋的类别

FRP筋基材为聚酯、环氧等。FRP筋中纤维占60%～65%。基材对FRP筋的抗拉强度没有贡献。

通过不同的加工方法，FRP筋可加工成不同的种类，主要有以下几种：①表面进行砂化处理的GFRP筋；②与钢绞线相似并在7股之间用环氧粘结的CFRP预应力筋；③为加强与混凝土的粘结表面进行刻痕处理的FRP筋；④为加强粘结表面进行处理并把截面制成矩形的FRP筋等。;方形CFRP螺旋箍;（2）FRP筋的性能

FRP筋具有轻质高强、抗腐蚀、低松弛、非磁性、抗疲劳等优点。由于FRP筋具有较好的抗腐蚀能力，可用于遭受腐蚀性介质侵袭的结构中；FRP筋具有非磁性，可用于有特殊要求的结构如雷达站中；FRP预应力筋低松弛且弹性模量较小，可以降低由于混凝土徐变和收缩和普通预应力筋松弛引起的预应力损失。

在混凝土结构中使用FRP筋也存在一些缺点。FRP筋为线弹性脆性材料，没有明显的屈服平台，延性较差。目前FRP筋的应用尚处于初级阶段，因而费用较高。与混凝土相似，FRP筋存在高应力下的徐变脆断的问题。;（3）?FRP筋的设计

由于FRP筋的材性与钢筋有显著的区别，因而在用FRP筋进行结构设计时，应注意以下几点：;（4）FRP筋的应用

混凝土桥梁大梁和板中的配筋或外部