【摘　要】本文介紹了玻璃鋼FRP在建筑中的應用現狀，并指出了在各個研究領域所面臨的重點和難題，希望對國內玻璃鋼研究人員有所啟發。

　　玻璃鋼質量輕、強度高、耐腐蝕性優異、材料可設計性強、成型方便，同時價格在不斷下降，因而有可能代替鋼材而被應用于諸如管線、橋梁、樁、近海結構等土木工程。玻璃鋼(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，簡稱FRP)，實質上是纖維增強復合材料，由增強纖維材料，如玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維等，與基體材料經過纏繞，模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。根據增強材料的不同，常見的纖維增強復合材料分為玻璃纖維增強復合材料(GFRP)，碳纖維增強復合材料(CFRP)以及芳綸纖維增強復合材料(AFRP)三類。
　　纖維復合材料結構構件的形式靈活，可以做成梁、板、柱等各種構件。美國Laminater公司已成功地生產了碳纖維復合材料木梁。美國設計的15.3m跨距浮橋，以纖維增強復合材料軟木芯材作為浮橋的橋面和側壁，結構僅重5.5t，可通過重105t的軍用履帶運輸車。日本Hokkaido的35m跨橋也是采用碳纖維增強膠層板梁建成的?？梢娺@種結構具有很大的實用價值和非常廣闊的應用前景。我國在近幾年才正式開始對碳纖維增強塑料(CFRP)加固修復土木建筑結構進行研究，并取得了一些研究成果，粘貼FRP板加固法的研究接近國際先進水平。天津大學研究人員在大量試驗研究與理論分析的基礎上，結合工程實例，對碳纖維布補強加固混凝土結構技術進行了全面系統的論述 。地震局工程力學研究所于近年進行過樹脂纖維布加固砌體結構、東南大學用樹脂纖維布加固鋼筋混凝土粱的試驗，浙江大學用復合材料套箍混凝土柱的試驗研究，都獲得較好的結構性能。
　　早期纖維增強復合材料用于航天等高科技領域，隨后進入飛機、汽車、輪船、文體用品等制造業。玻璃鋼主要的應用領域為耐腐蝕設備，主要有冷卻塔、儲罐和管道，其中冷卻塔是國內為普及的大宗玻璃鋼產品。而在土木建筑領域，FRP的應用也愈來愈廣泛，目前，國際上主要有四種應用方式：

1　FRP加固技術的應用

　　碳纖、玻纖、芳綸纖維是以纖維為增強材料、合成樹脂為基料復合而成的一種工程材料。對一些基礎構件，如鋼筋混凝土或鋼絲網混凝土梁、板、柱、殼結構。表面粘貼加固后再復合結構，結構本身承載能力較原來有大幅度提高。在受力時，各材料形成新的統一體協同工作，既可充分利用表層纖維的高強特性，又可利用原混凝土結構的剛度和剩余強度，具有輕質高強、高彈模，性能可靠、粘結性好，耐腐蝕、抗滲漏，施工方便、尺寸穩定等優點，同時表面光滑、糙率低，有利于過流，可在現場剪裁粘貼，不受結構表面形狀限制，對曲面、弧面、環管結構加固尤其有效。
　　鋼筋混凝土梁的抗彎、抗剪切性能提高：目前，大部分結構加固方面的研究工作都集中在外包／外粘FRP加固混凝土結構，研究重點集中在梁的各種剝離破壞模式的機理探討，并逐步建立合理、準確的理論模型。嵌入式FRP加固技術是近幾年發展起來的加固技術，是在外包／外粘FRP~JH固技術基礎上發展出來的重要技術 此技術是在混凝土表面開槽，然后將FRP筋或PRP扳條和樹脂置于其中來達到加固目的。預應力FRP加固混凝土是另一個值得研究重視的技術。通過對FRP施加預應力，可以更加充分地發揮FRP高強的優勢，同時改善結構在使用極限狀態的性能。
　　混凝土結構的抗震加固：用FRP外包混凝土柱是一種經濟、有效的抗震加固方法。各地已進行了大量的FRP加固混凝土柱力學性能的研究，其中。梁柱節點的加固抗震設計方法是未來研究的重點。
　　鋼結構、磚石結構、木結構的加固：外粘FRP布或板是加固鋼結構的一種有效方法。例如，利用外粘FRP來提高鋼結構的抗疲勞性能不會在加固過程產生殘余應力，因此優于焊接加固法。在某些情況下(如儲油罐、化工廠等)，為了防火需要，應避免火花，此時外粘FRP加固就是很好的選擇。

2　纖維復合材料棒材簡介

　　纖維復合材料棒材是用連續纖維長絲束，加捻成繩狀，浸漬環氧樹脂，經干燥硬化而得，故又稱FRP筋。它質量輕、強度高，并且與鋼筋混凝土的粘結性能好，主要是以纖維增強塑料代替鋼筋或鋼板嘲。1959年，美國聯合碳化合物公司開發出種高彈性模量的碳纖維增強塑料：同年日本工業技術學院大阪實驗室研究人員生產出以聚丙烯晴纖維為主要原料的碳纖維增強塑料；而美國杜邦公司于1972年開發出價格更便宜的纖維增強塑料。這種纖維增強塑料制成纖維筋，己應用于懸索橋中替代高強鋼絲索，或埋入混凝土中替代鋼筋或預應力鋼筋。如德國的美里思費爾得人行橋(雙跨雙T形截面玻璃鋼菱鎂混凝土復合構件的研究梁，跨度分別為22.98m和27.61m)等等。在20世紀末的10年中，用樹脂纖維增強復合材料棒材替代鋼筋用于建筑的研究取得了重大突破，并在美國已經成功商品化，成功的例子是C.BAR的推出，美國運用C.BAR修復了佛羅里達州肯尼迪大廈的沿海屋面，并于1996年建成座復合材料棒材增強水泥混凝土橋。以上實際證明，選用復合材料棒材代替鋼筋用于建筑，尤其是在惡劣環境下的建筑是完全可行的，并有極大的發展前景。

3　FRP組合結構、純FRP結構特點

　　FRP復合材料強度很高，然而它的彈性模量通常比鋼材稍低。因此，為了更有效地利用FRP材料，應盡可能用其承受拉力而不是壓力。研究人員重視發展新型的FRP組合結構，充分發揮FRP的抗拉性能。FRP組合結構的形式包括FRP管混凝土柱、FRP混凝土組合梁以及FRP一鋼一混凝土組合柱。這些組合構件具有優異的抗腐蝕性能和抗震性能，有很好的發展潛力。在純FRP結構方面，常見的有三種形式：FRP橋面板，FRP索及FRP型材。FRP橋面板具有輕質和良好的耐腐蝕性等優點，有廣泛的應用前景。由于FRP索具有高強以及優異的抗疲勞性能，自重較小，施工方便，初始變形也減小，因此，也有很好的應用前景。

4　預應力FRP特點

　　FRP筋的高強度、低彈性模量和抗腐蝕性對結構是十分有利的，可用作預應力筋、普通鋼筋和懸索結構中的纖維索，其中用作預應力筋的多在預應力混凝土結構中，但FRP筋的脆性斷裂問題是阻礙其實際應用的瓶頸，在這一方面，美國學者做了大量的研究。
　　預應力筋加固方法施工相對容易且快捷，比較經濟，因此它也可作為外部受力筋用于加固混凝土梁，在不降低混凝土梁延性的條件下可大幅度提高其抗彎承載力，同時控制裂縫開展，可以使梁恢復承受使用荷載的能力，抗腐蝕性強，所以具有很好的應用前景。我國對FRP在土木工程中的應用是在近幾年才開始了實際的工程應用，有各種碳纖維加固修復用片材近10種，經過檢驗、批量生產的粘貼樹脂3～4種(其內1種、國外2～3種)，工程建設標準化協會標準《碳纖維布加固修復混凝土結構技術規程》已完成。

結　語

　　由上述可知，FRP應用于建筑業的研究開發活動正呈現積極活躍的態勢。從目前國內外FRP的發展情況看，當前FRP正朝著高性能、多功能、復合化、智能化、低成本、高的環境相容性方向發展。我國擁有巨大的建筑市場，FRP的應用前景十分廣闊。