【摘　要】本文介绍了玻璃钢FRP在建筑中的应用现状，并指出了在各个研究领域所面临的重点和难题，希望对国内玻璃钢研究人员有所启发。

　　玻璃钢质量轻、强度高、耐腐蚀性优异、材料可设计性强、成型方便，同时价格在不断下降，因而有可能代替钢材而被应用于诸如管线、桥梁、桩、近海结构等土木工程。玻璃钢(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)，实质上是纤维增强复合材料，由增强纤维材料，如玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(GFRP)，碳纤维增强复合材料(CFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)三类。
　　纤维复合材料结构构件的形式灵活，可以做成梁、板、柱等各种构件。美国Laminater公司已成功地生产了碳纤维复合材料木梁。美国设计的15.3m跨距浮桥，以纤维增强复合材料软木芯材作为浮桥的桥面和侧壁，结构仅重5.5t，可通过重105t的军用履带运输车。日本Hokkaido的35m跨桥也是采用碳纤维增强胶层板梁建成的。可见这种结构具有很大的实用价值和非常广阔的应用前景。我国在近几年才正式开始对碳纤维增强塑料(CFRP)加固修复土木建筑结构进行研究，并取得了一些研究成果，粘贴FRP板加固法的研究接近国际先进水平。天津大学研究人员在大量试验研究与理论分析的基础上，结合工程实例，对碳纤维布补强加固混凝土结构技术进行了全面系统的论述 。地震局工程力学研究所于近年进行过树脂纤维布加固砌体结构、东南大学用树脂纤维布加固钢筋混凝土粱的试验，浙江大学用复合材料套箍混凝土柱的试验研究，都获得较好的结构性能。
　　早期纤维增强复合材料用于航天等高科技领域，随后进入飞机、汽车、轮船、文体用品等制造业。玻璃钢主要的应用领域为耐腐蚀设备，主要有冷却塔、储罐和管道，其中冷却塔是国内为普及的大宗玻璃钢产品。而在土木建筑领域，FRP的应用也愈来愈广泛，目前，国际上主要有四种应用方式：

1　FRP加固技术的应用

　　碳纤、玻纤、芳纶纤维是以纤维为增强材料、合成树脂为基料复合而成的一种工程材料。对一些基础构件，如钢筋混凝土或钢丝网混凝土梁、板、柱、壳结构。表面粘贴加固后再复合结构，结构本身承载能力较原来有大幅度提高。在受力时，各材料形成新的统一体协同工作，既可充分利用表层纤维的高强特性，又可利用原混凝土结构的刚度和剩余强度，具有轻质高强、高弹模，性能可靠、粘结性好，耐腐蚀、抗渗漏，施工方便、尺寸稳定等优点，同时表面光滑、糙率低，有利于过流，可在现场剪裁粘贴，不受结构表面形状限制，对曲面、弧面、环管结构加固尤其有效。
　　钢筋混凝土梁的抗弯、抗剪切性能提高：目前，大部分结构加固方面的研究工作都集中在外包／外粘FRP加固混凝土结构，研究重点集中在梁的各种剥离破坏模式的机理探讨，并逐步建立合理、准确的理论模型。嵌入式FRP加固技术是近几年发展起来的加固技术，是在外包／外粘FRP~JH固技术基础上发展出来的重要技术 此技术是在混凝土表面开槽，然后将FRP筋或PRP扳条和树脂置于其中来达到加固目的。预应力FRP加固混凝土是另一个值得研究重视的技术。通过对FRP施加预应力，可以更加充分地发挥FRP高强的优势，同时改善结构在使用极限状态的性能。
　　混凝土结构的抗震加固：用FRP外包混凝土柱是一种经济、有效的抗震加固方法。各地已进行了大量的FRP加固混凝土柱力学性能的研究，其中。梁柱节点的加固抗震设计方法是未来研究的重点。
　　钢结构、砖石结构、木结构的加固：外粘FRP布或板是加固钢结构的一种有效方法。例如，利用外粘FRP来提高钢结构的抗疲劳性能不会在加固过程产生残余应力，因此优于焊接加固法。在某些情况下(如储油罐、化工厂等)，为了防火需要，应避免火花，此时外粘FRP加固就是很好的选择。

2　纤维复合材料棒材简介

　　纤维复合材料棒材是用连续纤维长丝束，加捻成绳状，浸渍环氧树脂，经干燥硬化而得，故又称FRP筋。它质量轻、强度高，并且与钢筋混凝土的粘结性能好，主要是以纤维增强塑料代替钢筋或钢板嘲。1959年，美国联合碳化合物公司开发出种高弹性模量的碳纤维增强塑料：同年日本工业技术学院大阪实验室研究人员生产出以聚丙烯晴纤维为主要原料的碳纤维增强塑料；而美国杜邦公司于1972年开发出价格更便宜的纤维增强塑料。这种纤维增强塑料制成纤维筋，己应用于悬索桥中替代高强钢丝索，或埋入混凝土中替代钢筋或预应力钢筋。如德国的美里思费尔得人行桥(双跨双T形截面玻璃钢菱镁混凝土复合构件的研究梁，跨度分别为22.98m和27.61m)等等。在20世纪末的10年中，用树脂纤维增强复合材料棒材替代钢筋用于建筑的研究取得了重大突破，并在美国已经成功商品化，成功的例子是C.BAR的推出，美国运用C.BAR修复了佛罗里达州肯尼迪大厦的沿海屋面，并于1996年建成座复合材料棒材增强水泥混凝土桥。以上实际证明，选用复合材料棒材代替钢筋用于建筑，尤其是在恶劣环境下的建筑是完全可行的，并有极大的发展前景。

3　FRP组合结构、纯FRP结构特点

　　FRP复合材料强度很高，然而它的弹性模量通常比钢材稍低。因此，为了更有效地利用FRP材料，应尽可能用其承受拉力而不是压力。研究人员重视发展新型的FRP组合结构，充分发挥FRP的抗拉性能。FRP组合结构的形式包括FRP管混凝土柱、FRP混凝土组合梁以及FRP一钢一混凝土组合柱。这些组合构件具有优异的抗腐蚀性能和抗震性能，有很好的发展潜力。在纯FRP结构方面，常见的有三种形式：FRP桥面板，FRP索及FRP型材。FRP桥面板具有轻质和良好的耐腐蚀性等优点，有广泛的应用前景。由于FRP索具有高强以及优异的抗疲劳性能，自重较小，施工方便，初始变形也减小，因此，也有很好的应用前景。

4　预应力FRP特点

　　FRP筋的高强度、低弹性模量和抗腐蚀性对结构是十分有利的，可用作预应力筋、普通钢筋和悬索结构中的纤维索，其中用作预应力筋的多在预应力混凝土结构中，但FRP筋的脆性断裂问题是阻碍其实际应用的瓶颈，在这一方面，美国学者做了大量的研究。
　　预应力筋加固方法施工相对容易且快捷，比较经济，因此它也可作为外部受力筋用于加固混凝土梁，在不降低混凝土梁延性的条件下可大幅度提高其抗弯承载力，同时控制裂缝开展，可以使梁恢复承受使用荷载的能力，抗腐蚀性强，所以具有很好的应用前景。我国对FRP在土木工程中的应用是在近几年才开始了实际的工程应用，有各种碳纤维加固修复用片材近10种，经过检验、批量生产的粘贴树脂3～4种(其内1种、国外2～3种)，工程建设标准化协会标准《碳纤维布加固修复混凝土结构技术规程》已完成。

结　语

　　由上述可知，FRP应用于建筑业的研究开发活动正呈现积极活跃的态势。从目前国内外FRP的发展情况看，当前FRP正朝着高性能、多功能、复合化、智能化、低成本、高的环境相容性方向发展。我国拥有巨大的建筑市场，FRP的应用前景十分广阔。