FRP筋和预应力FRP筋混凝土结构

    FRP筋中纤维体积含量可达到60%,具有轻质高强的优点,重量约为普通钢筋的1/5,强度为普通钢筋的6倍,且具有抗腐蚀、低松弛、非磁性、抗疲劳等优点。目前用FRP筋代替钢筋可利用其良好的耐腐蚀性,避免锈蚀对结构所带来的损害,减少结构维护费用;还较多地应用于有无铁磁性要求的特殊工程中;在桥梁工程中,FRP索还可用作悬索桥的吊索及斜拉桥的斜拉索,以及预应力混凝土桥中的预应力筋。作为混凝土构件中配筋的FRP筋要通过表面砂化、压痕、滚花或编织等工艺以增强其与混凝土间的粘结力;用作预应力FRP索一般较柔软,具有一定的韧性。
    在北美、北欧等西方,由于冬季的除冰盐对桥梁结构中钢筋腐蚀所带来的严重危害已成为困扰基础设施工程的主要问题,FRP配筋和FRP预应力筋混凝土结构的研究和应用发展较早且较快。20世纪70年代末FRP筋开发成功,并应用于工程中;80年代末,德国、日本相继建成FRP预应力混凝土桥。目前已有多种FRP筋、索和网格材产品以及配套的锚具,并编制了相关的规范和规程,在桥梁结构和建筑结构中都得到了较多的应用。图1.3-1为国外工程中应用的实例。

    我国这方面的研究还刚开始,已初步研制出FRP筋产品和预应力锚夹具。在FRP筋混凝土方面,针对FRP筋与混凝土之间的粘结试验方法,混凝土强度、FRP筋的埋长和直径、FRP筋外部约束和表面变形以及混凝土保护层厚度等因素对FRP筋与混凝土间粘结性能的影响进行了初步研究,以及FRP筋和预应力FRP筋混凝土构件受力性能的试验研究。
    FRP筋及预应力FRP筋的另外一个应用对象是岩土工程,它已用于加筋土中。GFRP因其具有价格低廉、方便安装和耐久性强等特点,已被广泛应用于潮汐变化干湿交替的挡土墙、地基锚杆及喷射混凝土筋等工程。
    FRP筋直到拉断均表现为线弹性,没有普通钢筋那样的屈服平台,构件的破坏带有一定的脆性,因此FRP筋不能简单地当成钢筋进行计算,必须针对其性能采用合理的设计方法。此外,FRP筋无法现场成形,因此像箍筋等形状较为复杂的配筋,需事先设计好后由工厂加工。