材质 | 玻璃钢 | 功能 | 支护 |
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规格 | MGSL22/2400F | 抗压强度 | ≥500 |
适用范围 | 桥面铺装 基坑施工 沿海工程 隧道 | 形状区分 | 直筋 圈筋 螺旋筋和异形筋 |
密度 | 1.9-2.2g/m3 |
1 FRP筋的性能
FRP筋具有轻质高强(重量约为普通钢筋的1/5倍,强度约为普通钢筋的6倍)、抗腐蚀、低松弛、非磁性、抗疲劳等优点。由于FRP筋具有较好的抗腐蚀能力,可用于遭受腐蚀性介质的侵袭的结构中;FRP筋具有磁性,可用于有特殊要求结构如雷达站中;FRP筋轻质高强可方便施工中筋的布置,节约人工费用;FRP预应力筋低松弛且弹性模量较小,可以降低由于混凝土徐变和收缩引起的预应力损失,还可减小由于预应力筋松弛引起的预应力损失。FRP筋与混凝土的粘结强度与FRP筋的表面处理有直接的关系。
在混凝土结构中使用FRP筋也存在一些缺点。FRP筋为弹性脆性材料,没有明显的屈服平台,延性较差。目前FRP筋的应用尚处于初级阶段,因而费用较高。随着FRP筋的应用越来越广泛,其成本会逐渐下降。FRP预应力应用时应特别注意保证其锚具的锚固性能。用外张FRP筋对结构进行加固时,应注意防止FRP预应力筋遭到人为破坏。与混凝土相似,FRP筋存在高应力下的徐变脆段(creep-rup-ture)的问题。另外,FRP筋在剪力作用下的消栓作用(dowel action)会明显降低FRP筋的抗拉强度。
2 FRP筋的设计
在没有相应设计规范的情况下,应根据FRP筋自身的特点,在保证结构安全性的前提下进行设计。由于FRP筋材性与钢筋有显著的区别,因而在用FRP筋代替普通钢筋和预应力钢筋进行结构设计时,应注意以下几点:(1)由于FRP筋为脆性材料,因而构件可能没有相应的塑性转动能力,同时也不可能进行弯矩重分布;(2)在设计时应考虑到FRP筋可能断裂对构件强度的不利影响;(3)由于FRP筋为 弹性模量较小的脆性材料,用于计算构件承载力的公式必须经过修改方可使用;(4)在构件的弯曲部分FRP筋的抗拉强度会下降;(5)如果FRP筋受到损伤,其强度会有较大的降低;(6)由于FRP筋的变形能力比普通钢筋明显偏小,因而在涉及使用时应使结构的变形要求小于FRP筋的变形能力;(7)应注意到使用FRP筋构件的侧向抗力较差。
尽管目前我国没有这方面的规范或规程可供使用,但还是可以根据研究结果和工程实践,进行FRP筋的设计和施工。设计过程中应从FRP筋的材料性质入手,保证结构的安全性能和使用性能。
3 FRP筋的应用
FRP筋的应用主要有以下几个方面。(1)由于FRP筋轻质高强及抗腐蚀性好,常用作混凝土桥梁大梁和板中的配筋或外部加固筋。(2)用做斜拉桥的拉索。(3)用做预应力筋。由于FRP筋具有较小的弹性模量及低松弛性能,可以降低由于混凝土徐变和收缩引起的预应力损失,还可减小由于预应力筋松弛引起的预应力损失。(4)用于码头结构、混凝土槽道及喷射混凝土。(5)由于FRP筋的非磁性,可用于雷达站结构中。(6)由于重量较轻携带方便,可用于极地考察站结构的建设中。(7)可用做水泥路面的传力杆,因为普通钢筋传力杆的腐蚀会引起混凝土路面的剥落,降低路面的使用性和耐用性。(8)用做地锚。
虽然FRP筋在我国的研究起步较晚,但可以借鉴国外的先进研究成果和实践经验,缩小与国际先进水平的差距。在FRP筋的设计过程中,应注意FRP筋自身的特点进行设计,同时保证机构的安全性能和使用功能。随着研究和实践的深入,FRP筋会成为一种 常用的建筑材料,应用于一般的结构中。