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摘要：在一定的条件支持下，FRP复合材料能够替代传统意义上的木结构材料以及钢筋材料，且在实践应用的过程当中表现出了极为突出的综合性优势，这也正是将FRP复合材料应用于土木工程中的关键条件之一。本文依据这一实际情况，以FRP复合材料为研究对象，首先简要分析了FRP复合材料的基本性质与特点，在此基础之上，分别从既有结构加固以及新建土木工程这两个方面入手，详细阐述了FRP复合材料在土木工程中的应用情况，并据此论证了FRP复合材料在提高土木工程建设质量与结构稳定性方面所發挥的重要作用与意义。
关键词：FRP复合材料土木工程性质特点结构应用分析
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
在现代意义上的土木工程逐步向着大跨度性、重载性、高强度性以及轻质性方向发展的背景作用之下，传统意义上的木质结构以及钢筋结构材料已无法充分适应于土木工程所面临的恶劣性与特殊性环境。而在当前技术条件支持下，FRP复合材料所表现出的综合应用性能及其优势非常显著，从而能够更好的与现代意义上施工技术的工业化发展需求所适应。这也带动着各种桥梁结构、地下结构以及建筑结构对FRP复合材料的应用。本文试针对以上问题做详细分析与说明。
一、FRP复合材料基本特性及性质分析
FRP复合材料——纤维增强复合塑料（FRP：Fiber Reinforced Polymer）即我们所俗称的玻璃钢。在现阶段的技术条件作用下，FRP复合材料是指将基体材料与纤维材料，按照一定的比例进行充分混合，在专用模具的挤压以及拉拔作用之下所形成的复合性材料。在FRP复合材料的制备过程当中，主要材料有纤维材料以及基体材料。其中，对于纤维材料而言，其纤维直径大多在12um单位以下，却断裂应变指标在3％以内，属于易损伤，同时也易腐蚀的脆性材料。而对于基体材料而言，其强度指标以及模量指标相对于上述纤维材料而言更低，但在应变作用力的耐受方面更大，属于易粘弹的韧性材料。具体而言，现阶段制备方式下的FRP复合材料在应用于土木工程建设中，体现出了以下几个方面的特性。
（一）抗拉强度较高：试验研究证实，同常规意义上的钢筋材料相比，FRP复合材料所表现出的抗拉强度优势更为显著（可达到2倍以上）。然而，需要注意的一点是：在FRP复合材料达到抗拉强度临界点之前，基本不存在塑性变形作用力。因此，在后续土木工程应用FRP复合材料的过程当中，需要重点关注对FRP复合材料—混凝土截面粘结性能的研究工作。
（二）自重轻，施工难度低：在当前技术条件支持下，ERP复合材料所表现出的密度仅仅为常规意义上钢筋原材密度的1/4左右。从这一角度上来说，在土木工程应用FRP复合材料的过程当中，施工难度明显低于传统材料下的施工难度，同时还可达到降低劳动力费用开支的重要目的，综合效益突出。
（三）热膨胀系数优势突出：实践研究结果证实，对于FRP复合材料而言，其所表现出的热膨胀系数与混凝土结构基本一致。在此种特性作用之下，出现环境温度变动的问题，则FRP复合材料能够实现与混凝土结构相互之间的协同性工作，避免出现较大的温度应力，防止土木工程施工过多的受到此因素的影响。
（四）抗剪强度较低：通过大量的试验与实践研究证实，现阶段工艺条件下所制备而成的FRP复合材料抗剪强度较低，该数值仅表现为常规抗拉强度的1/20~1/5比例。FRP复合材料的这一特性使得在将此类材料应用于土木工程实践连接施工的过程当中，需要研制针对性的锚具与夹具设备，应当予以特别关注。
（五）防水性能优异，FPR复合材料的基体材料通常使用环氧树脂，具有优异的粘接强度，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。
二、FRP复合材料在土木工程中的应用分析
正是由于FRP复合材料具备上述特点与优势，从而能够更好的与现代意义上施工技术的工业化发展需求相适应。为此，FRP复合材料开始广泛应用于既有建筑结构的加固过程当中，与此同时，还可应用对桥梁工程、地下室工程以及建筑工程等多种土木工程项目建设中。不但能够有效保障土木工程的建设质量，同时还能够实现极为显著的经济性效益。具体而言，可以归纳为以下几个方面。
（一）FRP复合材料在既有土木工程加固维护中的应用分析：首先，FRP复合材料可应用于对已受损混凝土梁板的修复以及加固过程当中。在现阶段的工程实践当中，一般采取在混凝土梁板拉应力的集中表现部位，应用环氧树脂材料进行FRP负荷材料的粘贴工作。在此过程中，需要保障FRP复合材料在纤维方向与拉应力方向始终维持在平行状态当中；其次，FRP复合材料可应用于对柱体结构的加固过程当中，例如收到侵蚀的砼构件需二次抹面或需用壁可法灌注的裂缝。在此类工作过程当中，需要将FRP复合材料纤维沿待修复柱体进行环向缠绕，并通过应用环氧树脂的方式，实现FRP复合材料与既有混凝土材料之间的有效连接；最后，FRP复合材料可应用于对砌体结构的加固过程当中。在此过程当中，主要的加固方式有两种类型。一方面，通过FRP复合材料条与墙体的有效粘结，达到提高墙体平面抗剪以及抗弯性能的目的；另一方面，可通过沿墙体横向缠绕FRP复合材料筋的方式，针对墙体进行有效约束。
（二）FRP复合材料在新建土木工程项目工程中的应用分析：首先，FRP复合材料可应用于新建桥梁结构当中：工程实践研究证实，在选取FRP复合材料作为桥梁结构基本材料的施工方案作用之下，与之相对应的工程造价明显高于常规意义上采取钢筋原材作为基本材料的施工方案所对应的工程造价。但，不容忽视的一点是：应用FRP复合材料施工方案下的劳动力资源可得到有效节约，同时也省去了大量的后期维护费用；其次，FRP复合材料可应用于地下室结构当中；其次，FRP复合材料可应用于新建地下室结构当中：通过应用FRP复合材料所具备耐腐蚀性能的优势，防止这部分材料在长期应用于潮湿、阴暗环境下而可能出现的腐蚀问题，例如可替代卷材类、水泥基或聚氨酯涂料类防水层；再次，FRP复合材料可用于二、三级防水要求的部位，例如沉箱和水池；最后，FRP复合材料可应用于建筑结构当中：作用于建筑结构的柱体建设，配合良好的施工与养护，达到提高建筑结构整体性能的重要目的。
三、结束语
通过本文以上分析需要认识到：在现代经济社会不断发展，科学技术持续进步的背景作用之下，世界各个国家与地区对于土木工程的要求不断具体与严格。在上述条件作用之下，传统意义上建筑材料的基本性能无法与土木工程的这一发展去修相适应。而FRP复合材料则在此过程中体现出了极为显著的应用优势，因而备受各方人员的特别关注与重视。总而言之，本文针对有关FRP复合材料及其在土木工程应用过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献：
[1] 吴刚,吕志涛.FRP约束混凝土圆柱无软化段时的应力-应变关系研究[J].建筑结构学报,2003,24(5):1-9.
[2] 吴刚,吕志涛.纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土矩形柱应力-应变关系的研究[J].建筑结构学报,2004,25(3):99-106.
[3] 敬登虎,曹双寅.方形截面混凝土柱FRP约束下的轴向应力-应变曲线计算模型[J].土木工程学报,2005,38(12):32-37.
[4] 吴刚,吴智深,吕志涛等.FRP约束混凝土圆柱有软化段时的应力-应变关系研究[J].土木工程学报,2006,39(11):7-14,76.
[5] 葛文杰,张继文,戴航等.FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土梁受弯性能[J].东南大学学报（自然科学版）,2012,42(1):114-119.
关键词：FRP复合材料土木工程性质特点结构应用分析
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
在现代意义上的土木工程逐步向着大跨度性、重载性、高强度性以及轻质性方向发展的背景作用之下，传统意义上的木质结构以及钢筋结构材料已无法充分适应于土木工程所面临的恶劣性与特殊性环境。而在当前技术条件支持下，FRP复合材料所表现出的综合应用性能及其优势非常显著，从而能够更好的与现代意义上施工技术的工业化发展需求所适应。这也带动着各种桥梁结构、地下结构以及建筑结构对FRP复合材料的应用。本文试针对以上问题做详细分析与说明。
一、FRP复合材料基本特性及性质分析
FRP复合材料——纤维增强复合塑料（FRP：Fiber Reinforced Polymer）即我们所俗称的玻璃钢。在现阶段的技术条件作用下，FRP复合材料是指将基体材料与纤维材料，按照一定的比例进行充分混合，在专用模具的挤压以及拉拔作用之下所形成的复合性材料。在FRP复合材料的制备过程当中，主要材料有纤维材料以及基体材料。其中，对于纤维材料而言，其纤维直径大多在12um单位以下，却断裂应变指标在3％以内，属于易损伤，同时也易腐蚀的脆性材料。而对于基体材料而言，其强度指标以及模量指标相对于上述纤维材料而言更低，但在应变作用力的耐受方面更大，属于易粘弹的韧性材料。具体而言，现阶段制备方式下的FRP复合材料在应用于土木工程建设中，体现出了以下几个方面的特性。
（一）抗拉强度较高：试验研究证实，同常规意义上的钢筋材料相比，FRP复合材料所表现出的抗拉强度优势更为显著（可达到2倍以上）。然而，需要注意的一点是：在FRP复合材料达到抗拉强度临界点之前，基本不存在塑性变形作用力。因此，在后续土木工程应用FRP复合材料的过程当中，需要重点关注对FRP复合材料—混凝土截面粘结性能的研究工作。
（二）自重轻，施工难度低：在当前技术条件支持下，ERP复合材料所表现出的密度仅仅为常规意义上钢筋原材密度的1/4左右。从这一角度上来说，在土木工程应用FRP复合材料的过程当中，施工难度明显低于传统材料下的施工难度，同时还可达到降低劳动力费用开支的重要目的，综合效益突出。
（三）热膨胀系数优势突出：实践研究结果证实，对于FRP复合材料而言，其所表现出的热膨胀系数与混凝土结构基本一致。在此种特性作用之下，出现环境温度变动的问题，则FRP复合材料能够实现与混凝土结构相互之间的协同性工作，避免出现较大的温度应力，防止土木工程施工过多的受到此因素的影响。
（四）抗剪强度较低：通过大量的试验与实践研究证实，现阶段工艺条件下所制备而成的FRP复合材料抗剪强度较低，该数值仅表现为常规抗拉强度的1/20~1/5比例。FRP复合材料的这一特性使得在将此类材料应用于土木工程实践连接施工的过程当中，需要研制针对性的锚具与夹具设备，应当予以特别关注。
（五）防水性能优异，FPR复合材料的基体材料通常使用环氧树脂，具有优异的粘接强度，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。
二、FRP复合材料在土木工程中的应用分析
正是由于FRP复合材料具备上述特点与优势，从而能够更好的与现代意义上施工技术的工业化发展需求相适应。为此，FRP复合材料开始广泛应用于既有建筑结构的加固过程当中，与此同时，还可应用对桥梁工程、地下室工程以及建筑工程等多种土木工程项目建设中。不但能够有效保障土木工程的建设质量，同时还能够实现极为显著的经济性效益。具体而言，可以归纳为以下几个方面。
（一）FRP复合材料在既有土木工程加固维护中的应用分析：首先，FRP复合材料可应用于对已受损混凝土梁板的修复以及加固过程当中。在现阶段的工程实践当中，一般采取在混凝土梁板拉应力的集中表现部位，应用环氧树脂材料进行FRP负荷材料的粘贴工作。在此过程中，需要保障FRP复合材料在纤维方向与拉应力方向始终维持在平行状态当中；其次，FRP复合材料可应用于对柱体结构的加固过程当中，例如收到侵蚀的砼构件需二次抹面或需用壁可法灌注的裂缝。在此类工作过程当中，需要将FRP复合材料纤维沿待修复柱体进行环向缠绕，并通过应用环氧树脂的方式，实现FRP复合材料与既有混凝土材料之间的有效连接；最后，FRP复合材料可应用于对砌体结构的加固过程当中。在此过程当中，主要的加固方式有两种类型。一方面，通过FRP复合材料条与墙体的有效粘结，达到提高墙体平面抗剪以及抗弯性能的目的；另一方面，可通过沿墙体横向缠绕FRP复合材料筋的方式，针对墙体进行有效约束。
（二）FRP复合材料在新建土木工程项目工程中的应用分析：首先，FRP复合材料可应用于新建桥梁结构当中：工程实践研究证实，在选取FRP复合材料作为桥梁结构基本材料的施工方案作用之下，与之相对应的工程造价明显高于常规意义上采取钢筋原材作为基本材料的施工方案所对应的工程造价。但，不容忽视的一点是：应用FRP复合材料施工方案下的劳动力资源可得到有效节约，同时也省去了大量的后期维护费用；其次，FRP复合材料可应用于地下室结构当中；其次，FRP复合材料可应用于新建地下室结构当中：通过应用FRP复合材料所具备耐腐蚀性能的优势，防止这部分材料在长期应用于潮湿、阴暗环境下而可能出现的腐蚀问题，例如可替代卷材类、水泥基或聚氨酯涂料类防水层；再次，FRP复合材料可用于二、三级防水要求的部位，例如沉箱和水池；最后，FRP复合材料可应用于建筑结构当中：作用于建筑结构的柱体建设，配合良好的施工与养护，达到提高建筑结构整体性能的重要目的。
三、结束语
通过本文以上分析需要认识到：在现代经济社会不断发展，科学技术持续进步的背景作用之下，世界各个国家与地区对于土木工程的要求不断具体与严格。在上述条件作用之下，传统意义上建筑材料的基本性能无法与土木工程的这一发展去修相适应。而FRP复合材料则在此过程中体现出了极为显著的应用优势，因而备受各方人员的特别关注与重视。总而言之，本文针对有关FRP复合材料及其在土木工程应用过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献：
[1] 吴刚,吕志涛.FRP约束混凝土圆柱无软化段时的应力-应变关系研究[J].建筑结构学报,2003,24(5):1-9.
[2] 吴刚,吕志涛.纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土矩形柱应力-应变关系的研究[J].建筑结构学报,2004,25(3):99-106.
[3] 敬登虎,曹双寅.方形截面混凝土柱FRP约束下的轴向应力-应变曲线计算模型[J].土木工程学报,2005,38(12):32-37.
[4] 吴刚,吴智深,吕志涛等.FRP约束混凝土圆柱有软化段时的应力-应变关系研究[J].土木工程学报,2006,39(11):7-14,76.
[5] 葛文杰,张继文,戴航等.FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土梁受弯性能[J].东南大学学报（自然科学版）,2012,42(1):114-119.