摘要：由于玻璃钢/复合材料具备较强的性能优势，随着玻璃钢/复合材料的发展，生产技术水平的不断提升，使得玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程中的应用日益广泛，能够满足结构轻巧、造型新颖、建设简便、实用美观、高强耐用等的大跨度结构工程的结构需求和人们的实用需求。本文简单介绍了玻璃钢/复合材料的涵义，重点介绍了玻璃钢/复合材料的性能，阐述了玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程中的应用。
关键词：玻璃钢/复合材料；大跨度结构；应用
前言：随着我国经济的飞速发展，对建筑物的材料和性能提出了更高程度的要求，建造大跨度结构工程已成为未来的发展趋势，比如飞机场、候车大厅、游泳馆、展览馆、体育馆以及CBD等大型活动场所，这些大跨度结构工程要求所用建材须耐久性高、强度大、材料轻巧、受力合理等，玻璃钢/复合材料具备高强耐久、抗腐蚀、承载力强等性能，因此，玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程中得到了广泛应用。
1.玻璃钢/复合材料涵义
复合材料指的是由两种或两种以上的材料复合在一起成为具有更好性能的一种材料。玻璃具有透明的特性，且耐高温、耐腐蚀，但是玻璃易碎，不能够满足人们要求，钢材具有坚硬，且不易碎、耐高温的特性，但是钢材抗腐蚀性能弱，同样不能满足要求，于是人们迫切需要一种既具有玻璃耐高温、耐腐蚀、透明且硬的特性，又具备钢材坚硬且不易碎的性能的一种材料。玻璃钢/复合材料就是这样一种既耐高温、耐腐蚀、强度高、质量轻便的复合材料，由于玻璃的抗拉强度较低，但是将玻璃融成玻璃纤维，其抗拉强度可提升十几倍，我们将玻璃纤维和树脂进行组合成为一种复合材料，这才是真正作用上的玻璃钢/复合材料，玻璃钢是众多复合材料中的一种。
2.玻璃钢/复合材料性能
2.1.轻质高强
玻璃钢具有“比钢强，比铝轻”的特性，玻璃钢/复合材料密度为1.5-2.0之间，密度只有钢材的1/4-1/5，但抗拉强度在沿纤维主向上超过普通钢材的2-3倍，可与高级合金钢相比，玻璃钢/复合材料的比强度超过普通钢材10倍。玻璃钢/复合材料轻质高强，在航空航天领域、建筑工程领域应用广泛，玻璃钢/复合材料的应用大大增加了大跨度结构工程的跨度要求和承载力要求，比如建筑工程中所需要的大跨度的屋盖，玻璃钢/复合材料可以实现比钢架或混凝土屋盖大得多的跨度，且玻璃钢/复合材料具有重量轻的优势，在其施工中，安装难度大大降低。
2.2.抗腐蚀
钢材的抗腐蚀能力较弱，玻璃具有较好的抗腐蚀性能，玻璃钢/复合材料是一种抗腐蚀的复合材料，对空气、油类、水、溶剂和一般浓度的酸、碱、盐等都具有良好的抗腐蚀能力。玻璃钢/复合材料正在逐步取代普通钢材、不锈钢材、普通木材及其他有色金属等传统材料，被应用具有防腐要求的各个领域，并且应用玻璃钢/复合材料的建筑工程不需要增加防腐处理的环节，节省了不少的成本，这是传统材料无法实现的。
2.3.导电导热性能好
玻璃钢/复合材料是一种绝缘的复合材料，微波透过性较好，且导热率较低，是一种绝热复合材料，是一种耐高温的理想防护材料，在航天航空领域、消防领域得到的广泛应用。
2.4.工艺性好
玻璃钢/复合材料确切来说由玻璃纤维和填充物复合而成，可以被设计成任意形状，不同的技术要求，可以灵活的选择生产工艺类型，且工艺简单，易成型，还可以进行上色处理，工艺性能和艺术性能显著。
3.玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程的应用
3.1.在大跨度建筑工程中的应用
壳体结构工程是大跨度结构工程之一，壳体结构最典型的为是圆柱壳和球壳两种，壳体结构要求材料需要足够薄和轻，建筑结构的需要决定了壳体结构的厚度，壳体结构的屋盖对强度要求较低，可以不做考虑。壳体结构的屋盖可以由形状规整的材料建造而成，因此可以将玻璃/复合材料进行等块分割，现场拼接，且构件质轻，安装简便，大大缩短了工程工期，加快了进度，从而节约了大量的成本，工程投资相应减少。
悬挑结构工程在大型体育中心、体育馆等应用广泛，要满足不遮挡观众视线的基本要求，悬挑屋盖一般采用的是钢架结构加设覆盖面或者钢筋混凝土结构，钢架结构安装工艺复杂，难度系数高且维护防腐要求较高，造成成本费用较高。混凝土结构重量大，且施工工艺复杂，造成工程投资较高。采用玻璃钢这一复合材料，其具有轻质高强，抗腐蚀等优越性能，不仅能够克服钢架和混凝土结构的不足，还能体现复合材料的新颖美观的外观优势。
张拉膜（ 壳） 结构由支撑单元、张拉索及覆盖材料三部分组成，这种张拉膜软性，施工简便，但其造价较高。玻璃钢/ 复合材料具有轻质高强的性能，用来制作张拉膜可以实现强度高，质量轻，透光性能好的要求，还可以避开了大量的内外装修工程量，从而降低工程投资，符合经济性要求。张拉膜结构在大型体育场馆、机场候车厅等应用较多，比如亚特兰大奥运会体育馆的屋顶--佐治亚穹顶。
3.2.在大跨度桥梁工程中的应用
玻璃钢/ 复合材料具有轻质高强的性能，在大跨度桥梁工程中的应用，在不增加重量的基础上，可以将桥梁钢材的强度增至数倍，大大提高大跨度桥梁的跨越能力。 我国的四川广汉向阳大桥是由四川大学桥梁设计的，采用的是非对称提篮拱结构，玻璃钢梁长50米，桥长120米，桥宽5米，是世界上规模最大的玻璃钢跨江人工桥。英国的玻璃钢/ 复合材料人行斜拉桥，是当时世界上最长的复合材料桥，桥长120米。柏林
4.结束语
通过以上的研究，我们对玻璃钢/复合材料的性能和应用有了初步的了解。随着玻璃钢/复合材料的发展，其优良的性能优势，在大跨度结构工程中的应用将日益广泛，将会逐步取代传统的建筑材料，成为材料发展的主流趋势，但是玻璃钢/复合材料仍然具备一些不可忽视的缺点，这就需要研究人员加强对玻璃钢/复合材料的研究，不断改善其微观结构，使之更好地为人们所使用。
参考文献：
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探索玻璃钢/复合材料大跨度结构工程
更新时间：2024-01-14
作者：用户投稿
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