原创《纤维增强复合材料在结构加固中应用》：本文关于复合材料论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：纤维增强复合材料（FRP）由于其成本高的原因较早主要应用于航空、航天、国防等高科技领域.但随着生产技术的不断成熟,FRP材料的生产成本也随之降低,加之其质量轻、强度高、抗腐蚀性强等特点,近些年其作为一种新材料逐渐应用到土木工程的各个领域中来.FRP材料在我国土木工程领域中主要应用在结构加固补强方面.
关键词：增强体；复合材料；结构加固
1 纤维增强复合材料特点
纤维增强复合材料（FRP）就是将纤维作为增强体和传统的工程材料复合应用.在土木工程领域中常用的纤维主要是：玻璃纤维（GFRP）、碳纤维（CFRP）和芳纶纤维（AFRP）.和钢材相比FRP材料可大大减轻结构自重,而且,在某些工程有特殊需要时FRP由于具有较强耐腐蚀性,可取代或部分取代传统的建筑材料,来满足其特殊设计要求.此外,FRP材料的弹性性能好,如在外力作用下发生变形后仍然可以恢复成原来的形状.这种特性使其非常适用于加固承受大的动荷载或冲击荷载情况下的结构构件.另外,FRP材料还具有很多传统材料所不具有的优势和特点,例如,较好的绝缘性并能隔热、抗电磁波而且热膨胀系数小等.因此在工程中有很大的灵活性,可设计性强.
2 FRP结构加固技术的发展
欧美一些发达国家在早20世纪80年代时就将FRP应用在了土木工程的结构加固方面,而国内在这方面的应用研究起步比较晚.但自从相关研究得到关注以来,国内各知名高校的专家学者也一直致力于FRP加固技术、设计理论、工程实践等方面的研究,并且也取得了一系列的创新成果.极大推进了FRP材料在我国工程结构中的应用.同时,为了更好的进行学者间的沟通交流、彼此提高技术水平,中国土木学会相关分会专门召开有关FRP应用研究的学术交流会和主题会议,并且在FRP加固规范的制定方面我国已编制并颁发了相关技术规程和施工标准,这些标准规程的使用对FRP的实际应用起到了较好的规范和指导作用.
3 FRP加固技术的实际应用
关于FRP对混凝土结构进行加固方面,国内外学者进行了大量的试验研究和相关工程实践,并已形成了一系列较为成熟的设计理论.一些成果资料显示,FRP片材应用到混凝土的梁、板加固中时可以很好的改善其抗弯、抗剪承载力,并且对于裂缝的开展有明显的控制效果；同时,在混凝土柱的加固过程中可使其的变形和滞回耗能能力得到明显提高,并且可显著改善混凝土柱的抗震性能.在不断的研究和实践中也发现了一些值得注意的问题,同时也对一些FRP加固新方法进行了研究和尝试.
3.1 在实验研究中发现了一个非常值得关注的问题,就是FRP和混凝土界面的粘结性能的问题.在工程实践中我们发现,采用非预应力抗弯加固时,FRP的有关性能得不到很好的利用.因此,破坏形态多为脆性破坏,因此在应力水平很低的情况下FRP片材也很容易和混凝土发生剥离,导致FRP无法有效发挥其强度高的优势,对于加固的效果产生了很大的影响.国外也有学者对于这个问题做了相关研究并提出了界面粘结强度模型和相关公式.但我们仍需要在这个问题上做更多的研究和尝试,找到更好的解决办法,使FRP的性能得到最大的发挥并取得更好的加固效果.
3.2 预应力FRP加固时的工作原理和预应力钢筋混凝土的原理相似,是用粘结材料将事先张拉好的FRP片材粘结到混凝土梁的受拉面上,使原混凝土结构和粘贴的FRP片材一同工作.有关FRP 片材加固的试验结果表明采用预应力碳纤维布（CFRP）时加固效果较好,因为碳纤维布（CFRP）在加固过程中充分利用了FRP轻质、高强的特点,并且结果显示,从开裂荷载、屈服荷载、极限荷载的提高幅度来看采用预应力加固的效果都要比非预应力情况下加固效果好,而且预加应力也缓解了碳纤维布（CFRP）的应力滞后问题.
3.3 碳纤维布（CFRP）和外包钢复合加固技术.为了充分发挥碳纤维布和钢材这两种材料各自不同的优势,有学者提出将碳纤维布（CFRP）和外包钢同时用于混凝土柱的加固中,使其共同作用来改善结构的抗弯性,且构件的刚度衰减慢,其破坏性和单独加固的构件相比更有预测性,对构件的抗震设计非常重要.复合加固可发挥材料各自的优势,使加固柱在极限应变、延性和耗能能力方面都有较大改善.
3.4 采用混杂纤维布（HFRP）进行结构加固.混杂纤维布是将各种不同的纤维混合在一起,使它们同时作为增强体的复合材料,这样可以将不同纤维各自的优点聚集在一起,共同发挥作用.关于采用混杂纤维布（HFRP）对构件进行加固的方法最早是由汕头大学的熊光晶教授提出的,熊教授在这方面和他的学生们做了大量的试验研究.相关数据表明,采用混杂纤维布（HFRP）加固混凝土梁,不仅可以使构件的承载力和延性有所提高,还可明显降低加固成本.因此,混杂纤维在FRP加固技术的应用中有很好的发展前景.
3.5 将FRP嵌入式加固.这种方法是用粘结材料将FRP粘结在原构件表面上事先留好的槽中,使FRP和原构件形成一个共同工作的整体,以此来改善原结构的各项力学性能.这种方法和原来直接在结构表面粘贴FRP的方法相比,嵌入式加固方法的FRP材料和原结构的粘接性更好,这样可以有效防止火灾对FRP材料的破坏,同时又充分利用了FRP材料的强度,实现有效提高构件承载力的目标.尤其在构件的负弯矩区加固具有极大的优势.这种嵌入式加固可以取得较好的加固效果,非常值得在相关应用研究中做更多的工作使方法可以更好地得到应用和推广.
4 结语
综上,凭借其质量轻、强度高、耐腐蚀等多种优势,FRP材料逐步在结构加固领域取得了一席之地,得到了广泛关注和认可,未来将通过更多的研究和探索争取使FRP材料在结构加固方面发挥更大的优势.然后,需要关注的是我们对FRP加固技术的研究虽然在理论和工程实践中都取得了一些成果,但距工程实际还有更多的问题需要研究和解决.关于材料的生产工艺、成本的降低和新性能的开发,相关技术规范和标准的制订等方面,都仍需要做大量的研究工作,努力加快工程实际应用的总结,使研究成果尽早转化为工程应用.
参考文献：
[1]王宗昌.建筑工程质量控制和防治[M].北京：化学工业出版社,2012.
[2]王宗昌,方德鑫,王晓菊.建筑工程质量控制实例[M].北京：科学出版社,2004.
复合材料论文参考资料：
结论：纤维增强复合材料在结构加固中应用为关于复合材料方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关复合材料厂论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
