此外，还可以对 FRP 产品进行二次加工，将不同的 FRP 产品进行合理组合，或者将 FRP

制品和传统结构材料组合形成 FRP 组合结构，来满足工程要求。

1。1。3 FRP 材料的特点

FRP 材料的性能和传统结构材料有很大区别,了解和掌握 FRP 材料的优缺点, 才能在工 程结构应用中充分发挥其优势,避免不足。

FRP 具有以下优点[4]:

(1) 比强度很高,即通常所说的轻质高强,故采用 FRP 材料可以减轻结构自重。在桥梁工 程中,使用 FRP 结构或者 FRP 组合结构作为上部结构可使桥梁的极限跨度大大增加。理论上, 使用传统结构材料桥梁的极限跨度在 5000m 以内,而上部结构使用 FRP 结构可达 8000m 以上 [5,6] ,已经有学者对主跨长达 5000m 的 FRP 悬索桥进行过方案设计和结构分析。在建筑工程 中,采用 FRP 材料的大跨度空间结构体系的理论极限跨度是要比传统材料结构的大 3～4 倍, 因此,FRP 结构和 FRP 组合结构是获得超大跨度的重要途径。在抗震结构中,应用 FRP 材料 可以减轻结构自重,减小地震作用。此外,应用 FRP 材料还能使结构的耐疲劳性能得到提高。

(2)  耐腐蚀性良好,FRP 可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用,这是传统结构材

料无法做到的。美国每年因钢材腐蚀导致的工程结构损失高达 490 亿加元;我国目前因钢材 锈蚀而造成的损失也在逐年增加[7]。而在化工建筑、盐渍地区的地下工程、水下工程和海洋 工程中,FRP 材料耐腐蚀的优点早已得到实际工程的证明。一些发达国家已经开始在近海地区 和寒冷地区的桥梁、建筑中大规模地采用 FRP 结构或 FRP 配筋混凝土结构来抵抗除冰盐和空 气中盐分的腐蚀,极大地降低了结构的维护费用,同时延长了结构的使用寿命。

(3)可设计性好。FRP 属于人工材料,可以通过使用不同的纤维材料、纤维含量和铺陈方 向设计出不同强度指标、弹性模量以及其他特殊性能要求的 FRP 产品。而且 FRP 产品成型 方便,可灵活设计形状。

(4)弹性性能良好,应力-应变曲线接近线弹性, 在发生较大变形后仍然能恢复原状,塑 性变形小,结构偶然超载后可变形恢复。

(5)FRP 产品适合于在工厂生产、运送到工地、现场安装的工业化施工过程, 有利于保证 工程质量、提高劳动效率和建筑工业化。

(6) 其它优势, 包括透电磁波、绝缘、隔热、热胀系数小等,使 FRP 在一些特殊场合能 够发挥难以取代的作用,如地磁观测站、雷达设施、医疗核磁共振设备结构。

FRP 具有以下缺点：

FRP 材料的性能与传统结构材料有很大区别，除具有上述众多优点外，也存在一定缺点。

（1）各向异性严重。沿纤维方向的性能主要取决于纤维束，强度和弹性模量很高；垂直 于纤维方向的性能主要取决于基体材料和基体与纤维间的粘接能力，强度和弹性模量很低；

此外，拉伸强度比压缩强度要高。

（2）属脆性材料。大多数增强纤维是脆性材料，拉伸时的断裂应变很小，因此制成的纤 维增强复合材料也是脆性材料，沿纤维方向和垂直纤维方向的断裂应变比金属小许多。材料 的脆性性能限制了应力的重分布。但通过改善纤维的断裂应变、基体韧性和界面情况，可以 提高复合材料的强度与抗断裂性能。

（3）层间强度低。一般情况下，纤维增强复合材料的层间拉伸强度和层间剪切强度分别 低于基体的拉伸强度和剪切强度，在层间应力作用下容易引起层合板分层破坏，从而导致复 合材料结构的破坏。目前，为改善层间强度，一方面改善基体韧性来提高复合材料层间韧性， 另一方面在厚度方向上引入增强的结构设计方法，如缝合、三维编织和 z-pinning 技术等。 ABAQUS的CFRP复合材料构件的理论与试验研究(4):http://www.youerw.com/gongcheng/lunwen_86211.html