摘要:简述了FRP材料的特点,介绍了FRP嵌入式加固技术的研究现状以及优势,讨论了FRP嵌入式加固的特点和嵌入式加固技术的抗剪、粘结性能,对嵌入式加固和外贴加固进行比较,为FRP嵌入式加固技术在结构工程应用中提供参考，在实际工程中既有建筑已承受初始荷载,在加固设计时考虑构件存在二次受力的影响,经多方案选择比较,将加固后的框架梁采用ANSYS软件进行数值模拟分析,结果表明应变值沿截面高度在各级荷载作用下,符合平截面假定，位移变形在控制范围之内,能达到工程设计的需要。本文对施工操作方法提出明确要求,使之更加明确、合理、利于操作。
关键词:FRP;嵌入式;粘结性能;结构工程
引言：从20世纪70年代开始，FRP材料开始在结构工程中得到应用。英国、美国和以色列最先应用这种新型材料作为建筑结构和桥梁结构中的主要构件，当时大多采用GFRP(即玻璃钢)。70年代后期，我国也开始对GFRP进行研究。1982 年，北京密云建成了跨径20.7m，宽9.2m的GFRP简支蜂窝箱梁公路桥，设计荷载等级汽-15、挂一80，并进行了现场的荷载试验，证明了FRP作为承重构件的可行性。通车后出现蜂窝失稳导致桥面下陷和箱梁腹板上方局部压屈的问题。1987 年进行了检修，将承重体系改造成GFRP-混凝土组合结构，使用至今，运行状况良好。早期的FRP结构大多是尝试性质的。近年来，FRP产品形式不断更新，使得FRP结构和FRP组合结构在土木工程中应用的形式也更加多样，如FRP斜拉桥和悬索桥中的索、FRP 桥面板、FRP网架、FRP 组合梁板、FRP管混凝土柱，FRP渡槽和输水管，FRP夹心板屋盖、FRP水久模板以及挡土墙、水坝等，体现出FRP结构和FRP组合结构在土木工程中应用的广阔前景。
一、结构工程中的FRP材料
(一)FRP材料与混凝土、钢材等传统的结构材料相比较，是非常年轻的结构材料，设计方法也不成熟，因此深人地了解这种材料的性能是其在工程结构应用的前提。分类FRP是纤维增强复合材料的统称。所谓复合材料是由增强材料和基体构成，根据复合材料中增强材料的形状，可以分为颗粒增强复合材料、层合复合材料和纤维增强复合材料三种，FRP只是其中的一种。而FRP中的基体种类有:树脂基体、金属基体、陶瓷基体和碳素基体:而纤维种类有:玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维(包括碳化硅纤维和氧化铝纤维)、聚烯烃纤维以及金属纤维。组分不同，FRP的性能会有很大的差别。目前结构工程中常用的FRP材料主要是树脂基体的玻璃纤维(CFRP)，碳纤维(CFRP)和芳纶纤维(AFRP)，它们的主要性可以看出，各种FRP材料的力学性能参数变化范围很大，因此在工程中有很大的灵活性，具有可设计性。(二)FRP榨材: FRP索和FRP筋FRP索是将连续的长纤维单向编织，形成绳索状的FRP制品，再用树脂浸润固化而制成，FRP筋是采用拉挤工艺生产，在表面进行处理可以带肋，FRP 棒材可以在混凝土中代替钢筋，也可以作为预应力筋。(二)FRP模压型材:模压工艺是将预浸树脂的纤维或织物，干燥后放人金属模具中进行加温加压固化而成型。可以采用长纤维，也可以是短纤维或纤维织物。这种工艺生产出的型材尺寸准确、表面光洁、质量稳定，通常在平面内呈现为各向同性。(三)手糊FRP产品:手糊成型是指在室温低压或无压下用树脂将纤维或织物粘接成型的方法。以前都是人工操作完成，因此称为手糊。这种方法可以生产出形状复杂、纤维铺陈方向任意、大尺寸的FRP产品，但是产品质量不易稳定。但随着袋压法、真空法、喷射法等加压方法的应用，以及一些辅助设备的出现，使得手糊工艺的产品质量和工作效率大幅提高。手糊FRP产品的灵活性和可设计性很强，非常适合在结构中应用。
(四)FRP夹层板、蜂窝板: FRP夹层板、蜂窝板由上下面的FRP板和夹心材料组成，充分利用了面层FRP材料强度，有很高的强度重量比和刚度重量比，是非常合理的构件形式。FRP夹层板、蜂窝板的生产成型方法主要有两种:一次成型和二次成型，一次成型方法有手糊和真空树脂传递模塑法;二次成型方法主要是型材粘接。FRP夹层板、蜂窝板在飞机结构、船舶结构中的应用获得了很大的成功，在土木工程结构中也将大有用武之地。
二、FRP结构和FRP 组合结构
(一)全FRP结构人行桥FRP结构自重轻、耐久性好、施工安装方便等优点首先为桥梁工程师所认识，研究人员首先在人行天桥结构.上进行尝试。1986 年在我国重庆建成了第一座斜拉FRP箱梁人行天桥一交院桥。该桥为单塔单索面非对称斜拉体系，全长50m、主跨梁长27.4m、宽4.4m、设计荷载3.5kN/m'、自重8.91(为钢桥的30%，混凝土桥的13%)，GFRP蜂窝夹心板组合箱梁，斜缆为高强钢丝束，其他为混凝土结构。总造价25万，平均每平米0.1万(当时钢桥为0.28万)。(二)公路桥梁中的FRP结构和FRP组合结构体系。在全FRP结构人行桥出现的同时，FRP结构以及FRP与传统材料相结合的组合结构开始应用在承受较大反复动载的公路桥梁中。FRP夹层板桥面体系是近几年里倍受关注的一种新型桥面结构体系，它全部由FRP材料制成，由上下面板中夹肋板构成，断面型式多样，重量很轻，便于安装，而且能够抵抗除冰盐、海水的侵蚀，维护费用低。它在工厂中加工成型，根据生产工艺的不同可以分为一次成型夹心板(通常是真空树脂传递模塑法工艺或手糊工艺)和拉挤型材粘结板，连接固定的方式主要通过金属螺栓连接和粘接。FRP 桥面板的自重为0.75kN/m--1.1 kN/m'，是传统桥面板的1/---1/4;单位价格为混凝士桥板的3-4倍，为钢桥板的2倍。在HS2级荷载的作用下，桥板最大变形为L/450-L八300，一次成型的夹心板的变形比粘贴成型的变形要小。
三、结语
FRP材料在结构工程中有着非常广阔的应用前景，但仍有大量关于FRP结构和FRP组合结构基本理论和设计方法的科研工作有待进行，培养既了解复合材料设计又熟悉结构设计的复合型工程师也是非常急需的。既有建筑的加固情况非常复杂,在对其进行抗震加固时,选择适当的加固方案是关键问题，统筹兼顾,目的明确,措施得当,就能有效实现设计意图。CFRP加固方法在满足加固要求的同时,施工简便,工期短,对周围环境影响也较小。该工程加固后已正常使用，结构整体和加固部位均满足预期要求。FRP材料是新兴的材料，FRP结构和FRP组合结构在结构工程中必然在21世纪中得到更加广泛的应用。
参考文献:
[1]王熠. 嵌入FRP板加固钢筋混凝土梁的抗剪性能研究[D].吉林建筑大学,2019.
[2]李凌. 嵌入式加固混凝土结构受剪性能研究[D].吉林建筑大学,2019.
[3]闫一彪. BFRP筋嵌入式加固混凝土梁受弯性能试验研究与有限元模拟[D].长安大学,2019.
[4]王勃,王熠.FRP嵌入式加固技术在结构工程中的应用发展[J].四川建材,2019,45(01):83-84.
[5]夏立鹏. 表面嵌入式纤维复合筋加固混凝土桥面板工作性能研究[D].华南理工大学,2016.