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摘要：经济社会的不断发展，土木工程发展也越来越迅速，特别是现如今，越来越多的新技术和新材料被投入到工程进行使用，人们对于在土木工程中使用复合材料也越来越关注，这为土木工程的发展指明了发展的方向。所以，本文简要的对土木工程中复合材料的发展和应用进行了分析，以便能够促进土木工程和复合材料的发展。
关键词：复合材料；土木工程；发展；应用
引言
如今，土木工程中使用的复合材料主要是一种由多种高强度，高性能的纤维和树脂组合而成的，具有新型结构的材料，即纤维增强复合材料，又称为FRP，此材料具有重量轻，强度高，成型快等优点，且其耐腐蚀性较高，在土木工程中能够有效的对传统材料混凝土和钢材进行补充，因而在土木工程中使用新型复合材料已成为重要趋势。
1 加固和补强工程结构
应用复合材料，主要是在构件的表面上附着上纤维增强复合材料，以便其能够跟构件形成受力状态，目的在于能够对原有构件的受力能力进行进一步的强化。早在1980年末期，就有了对此构想进行的尝试，即将纤维复合材料加在混凝土上，其内部有着强度较高的钢丝，有助于达到加固的目的，此外钢丝跟混凝土混合在一起，防腐效果更佳。1990年以后，出现了碳纤维增强复合材料，常在加固桥梁时运用到此材料，进一步扩大了纤维复合材料在加固和修复方面的影响，研究范围也随之不断扩大，且在具体的工程中运用也越来越广泛，特别是涉及到了混凝土领域以及地下隧道等方面，使得纤维增强复合材料具有的修复和加固优势有所体现。
2 FRP筋索和预应力FRP筋混凝土结构
（1）对于纤维增强复合材料，其中所有的纤维占据的比重都比较大，筋的重量则较小，且具有较高的强度，比常规的钢筋强度高出很多倍。纤维增强复合材料具有较强的耐腐蚀的性能，这也是其能够有效替代钢筋的重要原因所在，防止发生锈蚀的问题，从而破坏工程结构，减少了维护费用的支出，减少时间成本。此外，其还具有突出的非磁性，能够与有些工程中有关无磁性标准相一致。因而在桥梁工程中常应用到FRP索，能够将缆绳的作用有效发挥出来，也可以将其当作是预应力筋。早在1960年左右，建设混凝土桥梁时，此配筋就已被应用，其主要是能够借助于玻璃钢的性能，防止一些特殊地区例如寒冷地区，或者沿海地区的盐蚀受到多种不利因素的影响现象。此外，玻璃钢具有低价格，易操作，强耐久性较强的特点，因而被广泛应用。
（2）在我国FRP筋、索产品以及配套锚夹具使用的较多，研究FRP筋混凝土时，通常要对两方面进行研究，第一，混凝土和筋的粘结问题，处理方式的不同会导致粘结的效果出现不同。第二，力学方面的问题，主要由于FRP筋的弹脆性较强，因而其在混凝土构件受力方面不同于传统的方式，因此，要对其不同点进行研究。
3 FRP组合结构
所谓的FRP组合结构就是将形式不同类型的FRP产品和钢材或者混凝土相结合，使其发挥各自的优势，以便形成新的结构。对于FRP而言，在确保其性能完善的基础上，其具有较强的可塑性。
3.1 FRP管混凝土
在已经缠绕成型的FRP管中填入混凝土时，以便形成混合构件，此方法较为合理，不但能够对混凝土形成约束，还能够使得模板的作用充分发挥，加快施工的进度，耐久性也会随之有所提高。研究FRP管混凝土涉及的内容较多，要加强对组合构件受力方面的研究力度。
3.2 FRP－钢管－混凝土组合构件
此组合构件是指将空心的钢管设置在构件的中心部位，并将FRP包围在钢管的外围，而后将混凝土添加在管内，具体施工时，钢管能够将其承力作用进行有效发挥，以FRP为模板，保护了钢管免受锈蚀的侵害，减小了变形的几率，降低自重。
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3.3FRP－混凝土组合梁
对FRP－混凝土组合梁进行分析最关键的就是能够借助于组合方式，使得混凝土受到压力的作用，下部则受到拉力的作用。在组合件的作用下，能够有效发挥材料的使用效率，将其作为长久使用的模板，便于后期施工能够进行的顺利。
3.4 CFRP－铝合金组合构件
在铝合金外壳包裹上FRP而形成CFRP－铝合金组合构件，依据实际的设计将两者的优势充分的发挥出来，比如其具有较高的强度，高强度的耐腐蚀性等，避免发生脆性的问题，此方式常被用于大跨度结构中。
3.5 FRP－木组合构件
木材构成和FRP在纤维构造方面具有相似的特点，其在受力方面具有较强的特性，没有较强的抗火能力。组合实现后，FRP能够将增强的作用发挥出来，木材内部的填充功能也能够充分发挥，在力学方面获得较高的性能，此组合方式易操作，技术较为成熟，有利于将工程的造价支出大大降低。
4 全FRP结构
如今土木工程中，全FRP结构主要有以下几种形式：
4.1 FRP桥面体系
桥梁的面板基础材料为FRP材料，能够有效降低结构内力，使得其抵抗环境侵蚀的能力有所增强，有效节约后期的维护费用。使用此种新的桥板，能够降低桥面的重量，延长桥梁使用的寿命。
4.2 FRP轻质桥梁
此种轻质的桥梁一般在人行天桥上应用比较广泛，大部分的构件采用的都是FRP，使得整个上部的构造重量有所降低。但FRP轻质桥梁跟传统方式在受力方面还有很多差异存在：其一，此桥梁尽管具有较强的承载力，但刚度较小，因而要对其进行变形控制；其二，此桥梁受力呈线性，变形的力度跟承载力呈正相关，未遭到完全破坏前，变形会十分的凸出，且比较突然。但目前，对于此类型的桥梁还没有给予较多的重视，且还没有形成一致的标准和要求。
4.3 FRP编制网结构
此结构是按照一定的标准，编织FRP板条，使其在受到张力和拉力两种作用力后能够形成柔性较强的结构体系。此结构借助轻质材料的基本特征，常被用于跨度较大的结构中，具有突出的建筑效果，因而在大型建筑中得到了广泛的运用。
4.4FRP杆间空间结构
为了能够获取到网架结构，需要在空间结构系统中应用FRP，其主要是由玻璃钢根据不同的角度以及层次进行粘贴，以将节点和锥头进行有效的连接。此结构具有重量小，易施工，耗时短，耐腐蚀，低费用等优点，尤其适用于那些处在较差的环境和大跨度结构的建筑。
4.5多种款式的FRP曲面结构物
为了能够实现建筑结构不规则的形式，采用传统材料耗费的资金成本高，而FRP具有效能高，成本低的优点，能够有效避免此问题，且能够利于形成多样化形式的需求，还能够对结构进行优化。FRP还能够弥补传统结构存在的不足，使得结构受力更加合理，基于此，FRP是非线型建筑的理想结构物。
结语
总之，尽管大规模的使用混凝土和钢材年数已久，土木工程的发展也较为迅速。目前，纤维增强复合材料由于其具有的特殊优势以及多样化的应用形式，使得其在土木工程中的应用和发展前景更为广阔。
参考文献：
[1]彭祥.浅析FRP复合材料在土木工程中的实践效果[J].四川水泥，2014，（11）：56-56
[2]陈树强.浅析FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究[J].城市建设理论研究，2013，（13）：10-10
[3]赵李艳.关于复合材料在土木工程中的发展与应用研究[J].江西建材，2015（25）：46-46
论文作者:张铨弟
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：复合材料论文; 组合论文; 混凝土论文; 土木工程论文; 结构论文; 构件论文; 桥梁论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;