摘　要 隨著我國經濟建設的迅速發展，國內土建行業也隨之興盛起來。復合材料由于本身具有優異的性能而被投入應用與土建。在本文中，作者從復合材料的性能著手，認真分析了復合材料在土建結構中分別作為結構元件和加固介質的作用，指出了我們目前面臨的難題并提出了解決方案。
關鍵詞 復合材料；力學特性；土建結構

　　近幾十年來，復合材料由于具有優異性能而應用廣泛。復合材料一般是指利用人工的方法將不同的材料合成一種新的材料。這種合成的材料可以集不同原材料的優勢于一身，具有較好的強度、彈性等新的物理和化學性質，能夠滿足各個行業愈來愈多的需求。復合材料在土木建筑行業突出的應用是作為土木建筑的結構元件和作為土建結構的加固介質。
　　1　作為結構元件的復合材料
　　近幾十年來，隨著建筑行業的不斷發展，我國對建筑材料的需求也愈來愈大。FRP（Fiber Reinforced Plastic）復合材料在建筑材料中占據著重要地位，這是因為復合材料自身的優勢明顯，具有耐腐蝕性強、易于成型、質量輕等優點。與常規的鋼鐵材料相比，FRP復合材料的機械強度優勢明顯，并且相同體積的復合材料質量要比普通的鋼材料輕70%～85%。
　　當前應用復合材料的建筑隨處可見。復合材料由于密度較小，作為建筑的結構元件可極大地減少建筑設施的自身重量，因而可以提高地基的承載能力進而延長建筑設施的使用壽命；易于加工成型的復合材料可以作為墻體材料如曲面墻體，以及加工程序復雜的土建構件如圓錐形構件；復合材料的隔熱效果也很良好，制成的夾成結構可用于保持溫度；良好的抗腐蝕性可使復合材料作為各種運輸的管道和泵體；此外，復合材料還可應用與電業用途，因為復合材料具有對電不敏感的性質，可以免受電磁波的干擾。
　　Harris曾研制出一種延展性良好的復合材料聚脂棒（hybrid fiber reinforcedpolymer）。這種聚脂棒的延展性和楊氏模量，具有絕緣、耐腐蝕、高強度等的優點，可作為鋼的替代品用于土建結構元件；Theriault曾做過用聚脂棒（HFRP）代替鋼筋使用的實驗，根據砼強度和加強率來預測裂逢間距、裂逢寬度、程限承載力、荷載撓度曲線及破壞類型，得出的結論表明，隨著加強比率的提高，裂逢高度和寬度均有所降低，而與砼強度無關的結論。
　　但是，目前國內用于合成復合材料的工藝還不成熟，規模一般較小，不能廣泛的應用于土木建筑行業。如何研發成熟的合成工藝，大規模的在土建行業應用復合材料，是國內同行所面臨的重要課題。
　　2　作為加固介質的復合材料
　　近些年來，在我國自然災害時有發生，使和遭受了極大地經濟損失和人員傷亡。如何避免和減輕自然災害發生時的損失是土建工作者面臨的重要課題。在比較發達的該去和，土建工作人員經常加固比較重要的建筑設施如車站、商場等，另外也加固一些局部受損的建筑如橋梁、路面等。有文獻表明，在英、美等發達地區，新建設的建筑設施反而不如加固的舊設施多。在國內，近幾年來，對舊房加固、受災局部損害的建筑進行改造的現象也越來越多，相應的經濟效益和社會效益也愈來愈大。
　　但是，目前針對土建工程加固相關的專著和文獻所闡述的加固理論并不系統，有些只是簡要說明了土建加固所使用的方法、工具以及材料，并未對加固建筑和加固材料之間的相互作用效果進行系統的測試總結，有些加固只是敷衍了事而不去管實際的加固效果。這是不科學的，我們應對土建加固進行理論上的分析和實踐上的論證，盡力促成土建加固形成一門學科。
　　我國在1990年成立了建筑物鑒定和加固標準技術委員會，并制定了建筑物鑒定和加固規程。有些高等院校如同濟大學開設了專門的研究學科研究建筑的改造加固理論，大力扶持了我國的土建加固事業。但是使用復合材料作為加固介質的案例依舊不多見。我們僅就加固材料來說，目前作為加固介質的材料主要是鋼材。相關文獻中闡述了很多種利用鋼筋硅材料進行結構加固的方法，如置換法、繞絲法、粘鋼等方法。而近十年中，很多相關文獻開始研究用粘貼復合材料的方法來加固橋梁、柱體等結構。
　　采用復合材料作為加固介質的優勢很明顯，同用鋼做加固介質相比：加固介質重量輕、厚度??；加固介質長度任意，免搭接；作為加固的板材允許交叉；加固介質具有極高的強度；抗疲勞、抗腐蝕能力較強；并且施工時對環境依賴性較小等。而粘結劑也具有高強度、高模量的優良性能；粘結基材可以是砌體結構、木結構、混凝土等；永久荷載下具有抗蠕變能力；粘結劑符合環保要求等。
　　在對土建結構進行加固時，粘貼復合材料并不會不增加柱的截面或者梁的高度，因此不會建筑物原來的美觀和使用，這是因為復合材料具有鋼材所不具有的抗疲勞能力和抗腐蝕性以及較高的強重比等，因此采用復合材料作為加固介質的方式愈來愈吸引人們的眼球。
　　由于采用復合材料作為加固介質的優異性能，國內外的土建工作者對復合材料的加固技術進行了系統的理論分析和實驗研究。在國外的很多發達地區，采用復合材料作為加固介質的案例已得到廣泛的推廣與應用，在延長土建結構使用壽命的同時，也為儉省了海量的土建養護資金。例如處于北美的溫尼伯市通過采用復合材料對污染控制中心的房頂進行了加固處理；在日本，利用復合材料對大阪的海灣大橋進行了加固等。
　　3　結束語
　　綜上所述，隨著國內外經濟的迅速發展，復合材料開始在土木建筑行業中扮演重要的角色。但是，由于這樣那樣的因素，針對復合材料-土建結構的力學特性與加固技術的相關研究仍不系統、不完善，例如在復合材料-混凝土組合構件的剛度及強度的計算中存在二次應力和預應力的問題等。如何解決這些問題是國內外工作者努力的方向。