型复合材料FRP在土木工程中的应用.ppt

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1、新型复合材料纤维增强塑料FRP在土木工程中的应用,汇报人姓名 田仲初,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

2、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,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300

3、0MPa，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）,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。,FRP几种常用的产品型式,片材,筋材,格构型材,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,FRP在新建结构中的应用,1992年英国建成的全FRP人行

4、斜拉桥Aberfeldy桥,GFRP,AFRP,1996年瑞士建成了第一座CFRP拉索公路桥Stork Bridge,2415mm,国内首座CFRP拉索斜拉桥江苏大学西山人行天桥,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,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

5、)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。,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,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,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,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,Thank you,谢谢,