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GFRP在建筑结构中的应用土木08-12班任超27王晶02导读：纤维增强复合材料（FRP）作为一种新型的建筑材料能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被广泛应用在各类工程结构中。FRP主要包括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）等。国内在该领域的研究和应用起步较晚，近几年来取得了不少的进步，目前的工程应用主要集中在粘贴碳纤维片材（布、板）进行混凝土结构的加固和补强方面，对纤维增强复合筋材替代钢筋的试验研究正在兴起。GFRP在建筑结构中的应用GFRP材料的基本概念GFRP材料的应用GFRP材料的特点一、GFRP材料的基本概念GFRP即玻璃纤维增强树脂复合材料，俗称玻璃钢。1、GFRP玻璃纤维增强树脂复合材料的属性GFPR在建筑中广泛地用作桥梁、混凝土筋材、补强件、供水管和排水管、采光板、围护体、装饰装修材料、采暖通风用材，以及保温隔音等方面。GFRP主要由玻璃纤维、树脂、玻璃纤维/树脂间的界面组成。大量研究表明，纤维和树脂间界面的粘结强度对纤维增强树脂基复合材料的力学性能影响显著。因此可通过增加纤维/树脂间界面的粘结强度提高GFRP丝材的拉伸强度，扩大GFRP丝材的应用领域。材料密度g/cm3拉伸强度Gpa比强度弹性模量钢7.81.030.132.1铝合金2.80.470.170.75GFRP2.01.060.530.4常用结构材料力学性能比较从列表当中可看出，GFRP密度约为钢的1/4，比强度约为钢的4倍，这样在建筑结构中使用GFRP构件，强度相同的情况下，结构质量可以减轻或构建断面尺寸比金属件小。从力学性能分析GFRP可在建筑中作为结构用材料使用。2、GFRP的实际应用以及使用方法1）GFRP作为混凝土结构、预应力混凝土结构内部配筋GFRP具有较高比强度，抗拉性能可达钢材屈服强度的2-4倍，使GFRP有足够的强度代替钢筋、预应力钢筋作为混凝土结构、预应力混凝土结构内部配筋使用。普通配筋——钢筋的耐腐蚀性相对较差，腐蚀性环境下使用的钢筋混凝土结构常由钢筋腐蚀膨胀而导致混凝土开裂，使结构性能下降。而GFRP具有优良的耐酸、碱、盐腐蚀性能，使其更适合用于由较强耐腐蚀性要求的工程中。主要提高了结构的使用寿命，降低了维护费用。2）GFRP直接用在受力结构中GFRP是各向异性的材料，力学性能有良好的可设计性。GFRP力学性能除了由玻璃纤维、树脂的种类及含量而定外，还与玻璃纤维的排列方向、铺层次序和层数密切相关。因此，可根据工程结构的荷载分布及使用条件不同，选取相应的材料及铺层设计来满足要求。GFRP这一特点可以实现构件的优化设计，做到安全可靠，经济合理。重庆朝天门大桥（玻璃钢桥架管箱）3）GFRP可用在建筑结构的加固中在建筑结构加固中主要应用布形玻璃纤维织物，即玻璃布。由于GFRP成型性好，通过手糊工艺能成型各种形状、各种尺寸的构件，对于基层经表面清理至基本平整无棱角后，GFRP能与基层很好的粘结。目前，我国已在建筑加固工程中广泛使用。与传统加固方法比，粘接玻璃布加固混凝土梁、柱具有施工方便，不需长时间养护，耐腐蚀好，质量轻，强度高，不减少梁下净空，不增加结构自重，并可在不影响或少影响结构使用的情况下进行施工。同时可以克服传统粘贴钢板方法中钢板受运输长度限制、钢板锈蚀引起钢板与基层混凝土之间粘贴层损坏之不足。加固后，极限承载力可提高30%以上，刚度可提高15%左右。4）GFRP可作为墙体用材料GFRP成型性好，如通过手糊、模压等工艺能成型大尺寸的板材直接作为墙体用材料，从而取代传统的墙体。GFRP板材重量轻、强度高，内外光滑靓丽、整体无接缝、波浪纹等缺陷，表面层通过改变胶衣种类可为抗紫外线（老化）型，保证良好的耐侯性、耐化学腐蚀性、不生锈，使用寿命长。通过板长整体预制，施工时还能大幅度提高施工效率。此外，板材间可以设置夹心层，夹心层采用隔热效果较佳的聚氨酯泡沫材料，提高板材的保温隔热作用。使板材既可以单独作为有保温隔热要求的墙体用材，又可以作为传统墙体的保温层。此外，GFRP还具有独特的光学性能、防火性能、电绝缘性，是一种电磁中性材料，还可用在其它有特殊要求的结构中使用。5）GFRP的缺点①GFRP作为混凝土结构增强材料抗震性能低于钢材。GFRP筋材由于玻璃纤维的约束，断裂延伸率小，一般为3%左右，不能很好耗能。当结构受拉力过大，GFRP筋材中玻璃纤维被拉断，使混凝土开裂，当荷载方向变化，混凝土裂缝闭合，而被拉断的纤维不会接上，是结构强度下降。故GFRP筋在地震区，尤其是高烈度地震区应用应谨慎。②GFRP变形大。GFRP弹性模量只有钢材的1/5，受力时变形大。为了减少混凝土的裂缝，GFRP远不能达到其极限强度，强度的可利用效率低。③高温条件易老化。随树脂种类不同，GFRP最高使用温度在60—250℃，高温条件下树脂易老化，使其性能下降。④应用不广泛。GFRP虽然性能优异，但在我目前作为结构用材料还没有得到广泛应用，因质量波动性较大，这有待于设计、施工、材料供应单位联合开发、推广。GFRP丝材因其具有比强度高、质量轻、抗冲击、耐腐蚀、绝缘、隔热等优点，广泛应用于电工、建筑、交通及娱乐等领域。为满足减轻质量及特殊环境条件的需要，制作石油开采的抽油秆、混凝土预应力筋、悬索桥的高应力索等材料发生了重大变革，用GFRP丝材取代高强度钢丝的趋势正逐年增加。然而，由于我国目前还无法实现高强度玻璃纤维的工业化生产，国外又对此实行封锁，致使国内高强度玻璃纤维奇缺，限制了高强度GFRP丝材在我国的应用领域。谢谢大家土木08-12班王晶02号任超27号