面向重大工程应用FRP若干核心研究问题

摘要

纤维增强复合材料作为高性能结构材料已大量应用于土建交通基础设施的加固改造，并在部分新结构中发挥独特作用。然而目前应用现状表明，FRP在既有结构加固和新建结构增强中，绝大部分只适用于中小型结构，在重大工程结构应用极少。本文将针对上述应用现状，探讨限制FRP在重大工程结构中应用的瓶颈问题，并基于作者研究团队近年来的研究成果，重点分析突破当前局限实现FRP在重大工程中应用的若干核心问题，具体包括：(1)通过混杂设计高度提升FRP综合力学性能：针对单一FRP不能有效满足结构性能要求的问题，通过混杂设计实现满足结构强度、刚度、延性等短期力学性能，疲劳、蠕变、耐腐蚀等长期力学性能的综合高性能材料。(2)建立FRP在严酷环境下的长期力学性能定量评价体系：明确FRP在各种典型腐蚀环境下的劣化机理，建立试验加速和长期观测的对应关系，满足结构寿命设计需要。(3)建立FRP抗火设计方法：针对FRP耐高温火灾的薄弱环节，阐明高温及火灾下FRP的退化机理，建立基于残余强度的设计理论，实现高层建筑结构应用安全性能提升。(4)建立FRP增强结构损伤可控设计方法。