一种快速FRP加固钢结构的新技术_张磊

土木工程中的结构加固新技术在土木工程领域，结构的安全性和稳定性始终是至关重要的考量因素。

随着时间的推移，建筑物和基础设施可能会因为各种原因出现结构损伤或性能下降，这就需要采用有效的结构加固技术来修复和增强其承载能力。

近年来，随着科技的不断进步，一系列新的结构加固技术应运而生，为土木工程的发展注入了新的活力。

纤维增强复合材料（FRP）加固技术是当前应用较为广泛的一种新型加固方法。

FRP 材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，常见的有碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）和芳纶纤维增强复合材料（AFRP）。

以碳纤维为例，它的强度可以达到钢材的数倍，但其重量却只有钢材的几分之一。

在实际应用中，FRP材料可以通过粘贴、缠绕等方式与原有结构构件相结合，从而显著提高构件的抗弯、抗剪和抗压能力。

例如，在桥梁加固中，将碳纤维板粘贴在梁底，可以有效地增加梁的承载能力，延长桥梁的使用寿命。

预应力碳纤维板加固技术是在 FRP 加固技术基础上的进一步发展。

通过对碳纤维板施加预应力，可以更好地发挥碳纤维板的高强度性能，提高加固效果。

在施工过程中，首先需要在结构构件上安装锚具，然后将碳纤维板张拉至预定的应力水平，并通过锚具进行固定。

这种技术不仅可以提高构件的承载能力，还可以减少结构的变形和裂缝宽度，改善结构的使用性能。

除了 FRP 相关技术，粘钢加固技术也是一种常见的结构加固方法。

该技术是将钢板通过特制的胶粘剂粘贴在混凝土构件的表面，使钢板与混凝土共同工作，以提高构件的承载能力。

与传统的加大截面加固法相比，粘钢加固技术具有施工简便、不增加结构自重、对结构外形影响小等优点。

在实际工程中，粘钢加固技术常用于梁、板、柱等构件的加固。

此外，新型的结构加固技术还包括外包钢加固法。

这种方法是在混凝土构件的四周或两角外包型钢，通过缀板或螺栓将型钢连接成整体，从而提高构件的承载能力和抗震性能。

外包钢加固法分为湿式外包钢和干式外包钢两种。

FRP在土木工程结构加固应用进展探究近年来，纤维增强复合材料也就是FRP是一种新型高性能结构材料，在土木工程结构加固中得到广泛的应用, 我国在土木工程结构中对这一新型高性能材料做了研究工作，例如FRP材料技术、FRP加固设计技术、FRP加固施工技术等，研究表明，FRP在土木工程结构加固中的应用，显现的自身特点有高强、轻质、抗腐蚀温度作用下稳定性好等，工程优势有节省维修费用、施工便利、交通干扰较小、结构耐用持久等，利用这些特性和优势，在某些特定的条件下，FRP 材料可以代替具有传统的结构材料进行使用，这种材料受到土木工程界的重视与关注，在未来的结构加固领域，FRP材料的地位越来越重要。

本文介绍了土木工程结构中FRP材料的特点,分析了在土木工程结构中的应用与发展,以供工作参考。

标签：纤维复合材料（FRP）；土木工程；加固应用土木工程学科的发展要依赖于性能优异的新材料新技术的应用和发展。

FRP复合材料在土木工程结构加固工程中应用潜力很大。

FRP材料具有轻质高强、抗腐蚀性强、耐腐蚀耐久性能好、自重轻、施工方便、热膨胀系数与混凝土相近、抗疲劳、节省材料、施工方便、维护成本低等优点。

FRP材料的结构修复和形成新结构在土木工程中的研究与应用较多，结构修复包括维修、加固、更新等几个方面；形成新结构包括采用FRP材料形成新结构和FR材料与混凝土形成混合结构。

在21世纪的结构加固领域，采用FRP材料加固的应用范围越来越广，主要应用于加固混凝土、梁、板、柱、砌体结构、钢结构等。

土木工程中，各国政府对材料的安全性、耐久性、经济性是很重视的。

1 FRP在结构加固中的研究现状我国FRP材料的研究和应用与发达国家相比，技术水平还比较落后。

但是目前，我国应用FRP材料已完成多项工程，其发展前景还是很广，近些年来，我国有更多的研究单位加人到FRP材料的研发中来，因此，我国的FRP研发的技术领域得到快速发展。

它的发展也会带动市场材料的使用量，在土木工程领域中，FRP复合材料的应用在我国起步较晚，FRP材料队也土木工程建筑物来说，造价不能过高，FRP材料工程应用经验较少，造成FRP材料的应用比其他行业会滞后些,而工程师面对的FRP实践性问题也是关于这种材料加强结构的预期或先见效果，实践设计经验少，对FRP材料加固结构设计的标准和研究也很缺乏[1]。

钢结构加固新技术及其应用研究近年来，我国钢结构的应用越来越广泛。

本文全面归纳了包括粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强复合材料加固法、组合加固法等在内的多种钢结构加固新技术，并简要阐述了其应用研究现状。

结合新版国家标准编制的需要，提出了各种新技术纳入规范时的关键技术问题和可能的解决思路，为该技术标准编制工作提供参考。

标签：钢结构加固新技术；应用研究近年来，随着钢铁产量的提高、钢材材性的不断改进、钢结构设计理论的发展进步和对于大跨、高层、超高层建筑需求的增加，钢结构的发展和应用突飞猛进。

随着新能源技术的发展，分布式光伏发电特别是原有钢结构大型屋面光伏发电项目的不断涌现，钢结构厂房的安全问题逐渐显露出来，在积累了很多经验教训的同时，必须对存在安全隐患的钢结构进行加固，从而避免钢结构事故的发生。

1、钢结构加固新技术及其应用研究1.1增大截面焊接加固法加固方法的一种最基本的方法就是增大截面法。

而其中通过焊接方式增大截面是钢结构加固中最传统也是最直接的选择。

尤其是在承载条件下，由于焊接加固施工的便捷性和可靠性，往往成为钢结构加固的首选方案。

CECS77∶96对焊接加固钢结构构件的设计方法进行了较为详细的说明。

基于此，国标《钢结构加固设计规范》编制组开展了承载条件下焊接加固钢结构构件承载性能的研究工作，对轴心受压构件、受弯构件、偏心受压构件经焊接加固后的力学性能进行了大量的试验研究和数值分析，细致考察了焊接加固过程中构件的应力重分布、变形发展历程以及加固后的残余变形、破坏模式和承载能力。

1.2粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法又称粘钢加固技术，是在钢结构表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，依靠结构胶使之黏结形成整体共同工作，以提高结构承载力的一种加固方法，属于一类特殊的增大截面加固法。

该技术施工过程中不使用明火，不影响结构外形，所要求工作面小。

1.3粘贴纤维增强复合材料加固法纤维增强复合材料（FRP）具有优异的物理、力学性能，如比强度和比刚度高、抗疲劳性能和耐腐蚀性能好、现场可操作性强、施工周期短、不损伤原结构等，目前已广泛用于混凝土结构和砌体结构的加固之中，其中常用的FRP有三种，即碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）和芳纶纤维增强复合材料（AFRP）。

FRP在建筑结构工程加固施工中的应用摘要FRP是一种新型的轻质、高强度、耐腐蚀、耐久性强的建筑材料，属于复合材料的一种。

由于其施工简单、对建筑物外观影响小等优点，在建筑加固领域得到了广泛的应用，经过多年的研究和工程应用，国内外科学家在FRP增强工程结构稳定性等领域进行了大量的试验研究和理论分析，取得了许多研究成果，但对FRP整体性加固结构的研究较少。

本文针对FRP在建筑结构施工中的应用现状，着重研究工程施工中的加固问题，全面了解FRP在加固结构的整体工作能力，为工程的应用和推广提供理论依据。

1.加固技术实际的工程建设施工中，FPR应用于施工加固具有很多的有点，其本身重量轻所以结构自重不增加，构件尺寸不增加使用后维护少，可大大降低维护成本，而且无需大型机械设备进行施工辅助，工作强度低，该结构适用于有限的空间范围中，因为其同时也具有切割方便、应用灵活的良好性能，它可以应用于特殊构件的表面，如圆形表面和曲面，而不改变原结构的形状和外观。

这与传统的加固方法需要的施工手段不大相同。

传统的加固方法需要对原结构进行钻孔，施工过程中会减小构件的横截面，从而产生新的张力来源，对于修复局部损伤和受到腐蚀的建筑结构不甚方便。

传统的施工方式，不允许在特殊环境下使用明火，如气罐、油罐等物品，还有地下施工的时候会很不方便，影响施工效率，而应用FRP 进行加固施工则不会有这些麻烦，这种复合材料的的许多优点都具有进一步研究的价值。

FRP结构加固技术自上个世纪以来，无论是在科研上还是在实际应用上都有了快速的发展。

将这种新的加固技术与高强混凝土结构相结合，对钢筋混凝土结构的强度和结构都会有大幅的提升效果。

但缺点是明显的，高强混凝土的韧性比普通强度混凝土差。

随着强度的增加，高混凝土的韧性越低，而高强混凝土的抗拉强度和尖锐度也随着压力的增加而增加，降低了混凝土的质量，对于整个运输、铸造和维护过程中的环境条件等因素要求很严格。

随着FRP与混凝土结合的使用，对生产和施工工艺的要求也越来越高，因此，在使用中必然存在养护和维修问题。

FRP复合新材料的特性及在桥梁施工中的应用优势作者：杨凯张雅丽吴文杰来源：《粘接》2023年第10期摘要：传统的混凝土加固材料主要是钢材，使用过程中会发生腐蚀损坏，其中氯化物引起的钢筋锈蚀是桥梁结构丧失使用性能的主要原因。

纤维增强聚合物（FRP）复合材料是一种不同于钢筋的耐电化学腐蚀的耐用材料，在这种环境下，FRP复合材料可以完全取代传统的钢筋。

介绍了不同类型FRP筋的力学性能、耐久性及其在桥梁施工中的应用，展示了轻量化和无腐蚀性玻璃钢加固是一種替代钢材的实用材料，具有增加相关可施工性和经济优势的多种结构形式的潜力。

关键词：FRP复合材料；桥梁结构使用性能；FRP复合材料性能中图分类号：TQ171.77 文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）10-0087-03Characteristics of FRP composite new material and advantages of its application in bridge constructionYANG Kai ZHANG Yali1，WU Wenjie2Abstract：Conventional concrete reinforcement material is mainly steel，which can be corroded and damaged during use， among which chloride-induced corrosion of steel reinforcement is the main reason for loss of serviceability of bridge structures.Fiber reinforced polymer （FRP） composite is a kind of durable material with different electrochemical corrosion resistance from steel bars.In this environment，FRP composite can completely replace the traditional steel bars.This paper introduced the mechanical properties，durability and application of different types of FRP bars in bridge construction，and showed that lightweight and non corrosive FRP reinforcement was a practical method to replace steel，which had the potential to increase the constructability and economic advantages of various structural forms.Key words：FRP composite; service performance of bridge structure; performance of FRP composite纤维增强聚合物（FRP）材料已成为生产混凝土结构钢筋的替代材料，特别是在腐蚀性环境中，主要是因为它们具有很高的耐腐蚀性。

芳纶纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程一、背景介绍混凝土结构因其强度高、耐久性好等特点，被广泛应用于建筑工程中。

但随着时间的推移和外力的作用，混凝土结构会出现裂缝、变形等问题，影响其使用寿命和安全性。

为了提高混凝土结构的抗震性能和延长使用寿命，需要对其进行加固和修复。

芳纶纤维增强复合材料（FRP）作为一种新型材料，具有优异的机械性能和耐久性能，在混凝土结构加固领域得到了广泛应用。

二、技术规程的制定背景为了保证FRP加固混凝土结构的质量和安全，需要制定相应的技术规程。

我国于2002年首次发布《芳纶纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程》，并于2015年修订发布第二版。

三、技术规程的适用范围该技术规程适用于对已经存在裂缝、变形等问题的混凝土结构进行加固和修复。

其中包括梁、柱、板、墙等各种混凝土结构。

四、技术规程的主要内容1. FRP材料的选择和质量要求在进行FRP加固混凝土结构之前，需要对FRP材料进行选择和检测。

选择时应考虑其强度、刚度、耐久性等因素，并严格按照国家标准进行检测。

2. 加固设计原则和方法加固设计应根据具体情况，结合现场实际情况，采用合理的加固方法。

其中包括表面粘贴加固、内部加固等多种方法，并应根据不同情况采用不同的设计方案。

3. 加固施工工艺要求在进行FRP加固混凝土结构时，需要严格按照施工工艺要求进行操作。

其中包括表面处理、胶粘剂涂布、FRP板材铺设等多个环节，并应注意安全防护措施。

4. 加固效果评估和验收标准在完成FRP加固混凝土结构后，需要对其进行效果评估和验收。

评估应考虑其强度、刚度、耐久性等因素，并严格按照国家标准进行检测。

五、技术规程的应用效果通过对FRP加固混凝土结构技术规程的制定和实施，可以有效提高混凝土结构的抗震性能和延长使用寿命。

同时，也可以保证加固质量和安全性，为建筑工程的安全运行提供了有力保障。

六、总结FRP材料作为一种新型材料，在混凝土结构加固领域具有广泛应用前景。

CFRP加固钢结构研究现状许龙;陈豪;唐红元【摘要】钢结构的稳定问题一直是工程应用中的技术难题,而传统的钢结构加固方法或多或少都可能会产生新的损伤和残余应力,而钢结构外贴碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Ploymer,简称CFRP)加固法则具有传统方法不具有的优势.本文主要对国内外CFRP加固钢结构的研究现状与进展进行了全面的回顾与展望,涉及了理论分析和试验研究等方面.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2017(043)009【总页数】2页(P92-93)【关键词】碳纤维材料(CFRP);钢结构;加固【作者】许龙;陈豪;唐红元【作者单位】西华大学建筑土木与环境学院,四川成都 610039;西华大学建筑土木与环境学院,四川成都 610039;西华大学建筑土木与环境学院,四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】TU391钢结构具有材料强度高、质量轻、工业装配化程度高等显著的优点。

在现代工程结构中，随着高强钢材的研发，钢结构在土木工程中的应用和发展越来越广泛。

然而，随着钢结构房屋的增多，其稳定问题也逐渐暴露出来，由于稳定问题造成的安全事故频发，给人民的安全和经济造成巨大的损失，比如20世纪80年代美国哈特福特钢结构体育馆屋盖(平面尺寸92 m × 110 m)发生坍塌，造成严重损失；1988年我国某大跨度网架在施工过程中也发生过坍塌事故。

目前对钢结构加固修复的主要方法有：增大截面焊接加固法、粘贴钢板加固法、组合加固法、预应力加固法和粘贴CFRP材料加固法等[1]。

这些方法中部分会对构件产生新的损伤和残余应力，可能会对结构形成致命破坏，而粘贴CFRP材料加固法则不会产生新的损伤和残余应力。

CFRP材料具有质量轻、抗拉强度高、抗疲劳性好和耐腐蚀性强等优点，近年研究表明CFRP加固钢结构也具有良好的效果。

2005年，彭福明等[2]对FRP加固两端铰接的轴心受压圆管进行了弹性稳定分析，圆管纵向粘贴FRP，圆管截面尺寸为80 mm×2.5 mm，长度4.0 m，通过有限元和理论分析得出：纵向粘贴FRP可以明显提升钢结构轴心受压弹性屈曲荷载；增加FRP的厚度和长度可以提高构件的截面刚度和整体刚度。

frp加固混凝土结构技术及应用
frp（Fiber Reinforced Polymer）加固混凝土结构技术是一种应用广泛的结构加固技术，能够有效提升混凝土结构的抗震、抗风、抗裂性能，延长结构的使用寿命。

本文将从技术原理、应用案例和前景展望三个方面对frp加固混凝土结构技术进行介绍。

一、技术原理
frp加固混凝土结构技术是指在混凝土结构表面或内部粘贴或包裹一定数量的纤维增强材料，如碳纤维布、玻璃纤维布等，通过与混凝土结构相互作用，改善结构的力学性能。

这种加固方式可以增加混凝土结构的抗弯、抗剪、抗压性能，提高结构的承载力和刚度，减少结构的变形和裂缝。

二、应用案例
frp加固混凝土结构技术已经被广泛应用于各类建筑物和桥梁的维修和加固工程中。

例如，在抗震加固方面，通过在柱、梁等结构部位粘贴frp材料，可以提升结构的抗震性能，使建筑物在地震中具有更好的抗震能力。

在桥梁加固方面，frp材料可以用于修复和加固桥梁的梁、墩、桩等部位，提高桥梁的承载力和抗震性能。

三、前景展望
随着人们对建筑物安全性和可持续发展的要求不断提高，frp加固混凝土结构技术具有广阔的应用前景。

未来，frp材料的研发和生产技术将进一步完善，加固技术将更加成熟和可靠。

同时，随着人
们对建筑物外观和环境影响的关注，frp材料的外观和环保性能也将得到更好的改进和提高。

frp加固混凝土结构技术是一种重要的结构加固技术，应用广泛且前景广阔。

通过frp材料的应用，可以提升混凝土结构的力学性能，延长结构的使用寿命，为建筑物和桥梁的安全运行提供保障。

未来，frp加固混凝土结构技术将在工程实践中得到更广泛的应用，推动建筑行业的可持续发展。

FRP在土木工程结构加固中的应用摘要：土木工程的发展在很大程度上取决于新的、高效的材料以及新技术的应用和发展。

在改造和加固现有结构方面，不仅需要材料本身经济美观易于制造，而且原结构在加固施工后的承载能力也要有大幅提高。

FRP复合材料有其独特的机械特性，其中玻璃纤维复合材料主要包括碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFR)和玻璃纤维(GFRP)。

其材料形式主要包括板材、棒材和型材。

FRP的优点包括重量轻、强度高、弹性模量小、耐疲劳性强、耐腐蚀性和耐久性强以及热膨胀系数低等。

此外，FRP复合材料可节省材料、自由切削和快速制造。

虽然初期投资很大，但维护成本低，长期经济效益显著。

因此，FRP(片材复合材料)在加固土木工程结构方面具有很大的应用潜力。

关键词：FRP复合材料；土木工程；结构加固；应用；前言概述了FRP的特点，比较了FRP加固与粘钢加固的异同，分析总结了FRP结构加固领域的最新研究成果和工程应用，并着重指出了以下几项关键加固技术：FRP加固设计技术、FRP加固施工技术及FRP控制评价技术。

本文进一步研究了玻璃纤维结构加固、加强玻璃纤维结构加固材料研究开发、玻璃纤维结构加固预应力实施方法，并对碳纤维加固结构的发展提出建议和展望。

对FRP复合材料增强结构长期性能的研究和应用表明：维修成本低、施工便利、交通干扰低和可持续性好的FRP将在今后结构加固方面发挥越来越重要的作用。

一、FRP复合材料的概述和特点1.科学技术的发展和新材料的使用为土木工程的发展奠定了基础。

新的高性能材料在土木工程结构加固方面具有很广阔的应用前景，这取决于材料自身的特点。

FRP复合材料具有以下特点：FRP复合材料的抗拉强度高于传统材料；适合腐蚀环境，钢与玻璃纤维复合材料相比耐蚀性低，使用寿命长，使用复合材料可以延长结构的寿命，即使在高腐蚀环境中也是如此；轻便，施工方便快捷钢的密度是玻璃纤维复合材料的四倍，其自身重量较低，便于在建筑结构中使用；可以方便施工，节省劳动力成本；对于旧结构的维护和加强，效益更明显，效果更好；低热膨胀系数，FRP的热膨胀系数与混凝土几乎相同。