复合建筑材料的结构与性能分析

1/1复合建筑材料的结构与性能分析第一部分复合建筑材料的组成与界面特性 2第二部分力学性能与强化机制分析 4第三部分环境耐久性与劣化机理 6第四部分几何形态与结构-性能关系 9第五部分多尺度力学行为建模 11第六部分损伤与失效分析 14第七部分性能优化与设计策略 17第八部分复合建筑材料的应用领域展望 20

第一部分复合建筑材料的组成与界面特性关键词关键要点复合建筑材料的组成与界面特性

主题名称：复合建筑材料的组成

1.基体材料：复合建筑材料通常包含一种或多种基体材料，负责材料的整体强度和刚度，例如混凝土、陶瓷、聚合物和金属。

2.增强材料：增强材料嵌入基体材料中，提高材料的机械性能，例如纤维（玻璃纤维、碳纤维、钢纤维）、颗粒和钢筋。

3.界面：基体材料和增强材料之间的界面区域对材料的性能至关重要，影响应力传递和载荷传递。

主题名称：复合建筑材料的界面特性

复合建筑材料的组成与界面特性

复合建筑材料是由两种或多种不同的材料组成的，这些材料具有不同的特性，组合后产生独特的整体性能。复合材料的组成和界面特性对材料的结构和性能有重要的影响。

组成成分

复合建筑材料通常由基体材料和增强材料两部分组成：

*基体材料：通常是连续相，负责将增强材料粘合在一起并传递载荷。常见的基体材料包括树脂、聚合物、水泥和金属。

*增强材料：通常是分散相，负责提供强度、刚度和韧性。常见的增强材料包括纤维、颗粒和晶须。

界面特性

复合材料中基体材料和增强材料之间的界面是材料力学性能的关键因素。界面特性包括：

*界面结合力：界面处基体材料与增强材料之间的附着力。

*界面粗糙度：界面处的表面纹理。

*界面厚度：界面区域的宽度。

界面结合力

界面结合力影响材料的应力传递效率和韧性。强的界面结合力可以防止增强材料从基体材料中滑脱，从而提高复合材料的强度和刚度。弱的界面结合力会导致滑移和纤维拉拔，从而降低材料的性能。

界面粗糙度

界面粗糙度增加基体材料和增强材料之间的接触面积，从而改善界面结合力。粗糙的界面提供更多的机械互锁和化学键合位点，增强材料的应力传递。

界面厚度

界面厚度会影响应力集中和断裂行为。较厚的界面可能产生较高的应力集中，导致材料的早期破坏。较薄的界面可以最大限度地减少应力集中，提高复合材料的韧性。

复合材料的结构与性能的关系

复合材料的组成和界面特性共同影响着材料的结构和性能：

*强度：增强材料的体积分数、方向性和界面结合力对材料的强度有显著影响。

*刚度：基体材料的杨氏模量、增强材料的体积分数和界面粗糙度影响材料的刚度。

*韧性：界面结合力、界面厚度和增强材料的长度影响材料的韧性。

*热膨胀系数：基体材料和增强材料的热膨胀系数差异会影响复合材料的热膨胀行为。

*耐久性：界面处的腐蚀、氧化和水分渗透会影响复合材料的长期耐久性。

结论

复合建筑材料的组成和界面特性是材料结构和性能的关键因素。通过优化材料的成分和界面特征，可以定制满足特定应用要求的复合材料。了解和控制这些因素对于开发高性能、具有成本效益的复合建筑材料至关重要。第二部分力学性能与强化机制分析关键词关键要点【复合材料力学性能】

1.复合材料具有高比强度和高比模量，远高于传统材料。

2.复合材料各向异性，不同方向的力学性能差异较大，需考虑纤维排列方向对结构的影响。

3.复合材料断裂韧性和损伤容限较低，容易受到冲击和裂纹的影响。

【纤维强化机制】

力学性能与强化机制分析

1.力学性能

复合建筑材料的力学性能由其组成材料的力学性能、界面结合强度、纤维排列方向和体积分数决定。与同等密度的传统建筑材料相比，复合建筑材料通常具有较高的比强度和比刚度。

（1）抗拉强度

复合建筑材料的抗拉强度主要取决于纤维的强度和与基体的结合强度。纤维分散均匀且界面结合良好，则材料的抗拉强度较高。

（2）抗压强度

复合建筑材料的抗压强度取决于纤维的抗压强度和基体的抗压强度。纤维有较高的抗压强度，可以增强基体的抗压性能。

（3）弯曲强度

复合建筑材料的弯曲强度与抗拉强度和抗压强度相关。一般情况下，弯曲强度大于抗拉强度和抗压强度。

（4）剪切强度

复合建筑材料的剪切强度取决于纤维与基体的界面结合强度和纤维的剪切强度。界面结合良好且纤维剪切强度较高，材料的剪切强度较高。

2.强化机制

复合建筑材料的强化机制主要包括纤维增强、界面增强和基体增强。

（1）纤维增强

纤维强化是复合建筑材料的主要强化机制。纤维具有较高的强度和刚度，可以承担大部分的载荷，提高材料的抗拉强度、抗弯强度和剪切强度。

（2）界面增强

界面增强是指在纤维与基体间形成强界面，以传递载荷并防止纤维与基体的脱粘。良好的界面增强可以提高材料的抗拉强度、抗压强度和剪切强度。

（3）基体增强

基体增强是指提高基体的强度和刚度，以提高复合材料的整体性能。可以采用添加填料、改性等方法来增强基体。

具体数据

不同复合建筑材料的力学性能数据如下：

|材料|抗拉强度（MPa）|抗压强度（MPa）|弯曲强度（MPa）|剪切强度（MPa）|

||||||

|玻璃纤维增强的混凝土|6-20|20-80|10-30|5-15|

|碳纤维增强的聚合物|50-1000|100-1200|150-2000|50-200|

|芳纶纤维增强的环氧树脂|40-100|150-250|250-400|80-150|

|天然纤维增强的水泥|4-10|20-50|6-15|2-6|第三部分环境耐久性与劣化机理关键词关键要点【环境耐久性】

1.复合建筑材料在暴露于紫外线辐射、温度变化、湿度和化学物质等环境因素时，可能会发生降解。

2.理解环境耐久性机制对于预测材料在不同环境条件下的使用寿命和性能至关重要。

3.采用保护措施，如涂层、表面处理和添加剂，可以增强复合材料的环境耐久性。

【劣化机理】

复合建筑材料的环境耐久性与劣化机理

引言

复合建筑材料，如纤维增强聚合物（FRP）、混凝土聚合物复合材料（CPC）和粘土增强混凝土（ECC），由于其优异的力学性能、轻质性、耐腐蚀性和设计灵活性，在建筑工程中得到广泛应用。然而，这些材料在长期暴露于恶劣环境条件下的耐久性仍是其应用中的一个关键方面。

环境耐久性因素

复合建筑材料的环境耐久性受多种因素影响，包括：

*温度和湿度交替:热膨胀和收缩导致材料内部应力积聚，可能导致开裂和分层。

*紫外线辐射:紫外线会降解聚合物基体，导致其强度和刚度降低。

*化学腐蚀:酸、碱和其他腐蚀性物质会攻击基体和增强材料，导致材料性能下降。

*生物降解:微生物和真菌可以降解有机聚合物基体，导致材料劣化。

*机械载荷:持续的机械载荷会导致材料疲劳和损伤积累，从而降低其耐久性。

劣化机理

复合建筑材料的劣化机理取决于其成分和暴露的环境条件。常见的劣化机理包括：

*基体降解:聚合物基体的紫外线降解、热老化和化学腐蚀导致其力学性能下降。

*界面失效:增强材料和基体之间的界面是复合材料最薄弱的区域。界面处的开裂和剥离会降低材料的强度和刚度。

*纤维损伤:玻璃纤维和碳纤维增强材料在暴露于碱性条件下会出现腐蚀，而有机纤维则容易受到生物降解的影响。

*微裂纹形成和扩展:环境载荷导致的应力集中会在材料中产生微裂纹。这些裂纹会随着时间的推移而扩展，导致材料性能的逐步下降。

测试方法

评估复合建筑材料的环境耐久性需要使用多种测试方法，包括：

*加速老化测试:将材料暴露于极端的温度、湿度和紫外线条件，以加速其劣化过程。

*浸泡测试:将材料浸泡在酸、碱和其他腐蚀性溶液中，以评估其化学耐受性。

*生物降解测试:将材料暴露于微生物和真菌的环境中，以确定其生物耐久性。

*疲劳测试:将材料施加循环载荷，以评估其抗疲劳开裂的能力。

耐久性改善策略

有几个策略可以用来改善复合建筑材料的环境耐久性：

*表面保护:涂层、密封剂或阻尼剂可以保护材料表面免受紫外线辐射、水分和其他有害物质的影响。

*增强界面:使用表面改性剂或胶粘剂可以改善增强材料与基体之间的界面连接。

*抗紫外线添加剂:加入抗紫外线添加剂可以吸收或阻挡紫外线辐射，从而保护聚合物基体。

*抗腐蚀添加剂:加入抗腐蚀添加剂可以中和酸性和碱性环境，保护材料免受化学腐蚀。

结论

复合建筑材料的环境耐久性是一个至关重要的考虑因素，因为它影响其在恶劣环境条件下的长期性能。通过了解环境耐久性因素、劣化机理和测试方法，可以制定策略来改善复合建筑材料的耐久性，从而延长其使用寿命并在恶劣环境中提供可靠的性能。第四部分几何形态与结构-性能关系关键词关键要点【几何形态与结构-性能关系】

主题名称：形貌的复杂性和性能

1.形貌复杂性与力学性能的相生相克关系，形貌复杂化可提升刚度和强度，但制造工艺难度增大，成本提高。

2.仿生结构的应用，借鉴自然界中复杂形貌结构的优势，如蜂窝结构、螺旋结构等，实现高强、轻量化等理想性能。

3.几何参数的优化设计，通过拓扑优化、参数化建模等技术，探索最佳形貌方案，最大化性能指标。

主题名称：拓扑结构与力学性能

几何形态与结构-性能关系

复合材料的几何形态对结构和性能有着显著影响。不同形状和尺寸的复合材料表现出独特的机械性能、热性能和电磁性能。

#形状类型

复合材料的几何形状通常分为以下类型：

-层状结构：由平行放置的层组成，通常由增强纤维和基体材料制成。

-纤维增强结构：由随机或定向排列的纤维嵌入基体中组成。

-颗粒增强结构：由分散在基体中的坚硬颗粒组成。

-夹层结构：由两层薄而坚硬的皮肤材料包裹较软的芯材组成。

-蜂窝结构：由薄壁芯材组成，形成六边形或其他多边形蜂窝状结构。

#结构-性能关系

层状结构：

-具有高强度和刚度，平行于层的方向。

-垂直于层的方向强度较低。

-容易分层和翘曲。

纤维增强结构：

-强度和刚度取决于纤维的排列和体积分数。

-沿纤维方向具有高抗拉强度和模量。

-垂直于纤维方向强度较弱。

颗粒增强结构：

-强度和刚度随着颗粒体积分数的增加而增加。

-改善耐磨性和硬度。

-可能降低材料的延展性和韧性。

夹层结构：

-高比强度和刚度。

-优异的绝热和隔音性能。

-敏感于芯材的剪切力。

蜂窝结构：

-超轻且高强度。

-出色的能量吸收能力。

-承受弯曲和剪切载荷的能力较差。

尺寸效应：

复合材料的尺寸也会影响其性能：

-厚度：较厚的层状结构具有更高的强度和刚度，但密度也更高。

-纤维长度：较长的纤维增强结构具有更高的强度和模量，但加工难度更大。

-颗粒尺寸：较大的颗粒增强结构具有更高的强度，但会牺牲延展性和韧性。

深入了解复合材料的几何形态与结构-性能关系对于优化材料性能、设计高效结构和满足特定应用要求至关重要。第五部分多尺度力学行为建模关键词关键要点多尺度力学行为建模

1.建立多尺度模型：将复合材料结构从微观到宏观分层，建立涵盖不同尺度层次的模型体系，通过耦合不同尺度模型实现多尺度力学行为的模拟和预测。

2.微观力学模型：开发基于晶体结构、纳米结构和分子结构的微观力学模型，表征复合材料成分之间的相互作用、界面行为和损伤机制。

3.介观力学模型：构建介观尺度模型，考虑材料内部的异质性和缺陷，连接微观和宏观模型，实现复合材料力学行为的细观模拟。

多尺度损伤演化模型

1.损伤演化机制：建立基于不同损伤模式（如裂纹扩展、界面脱粘、纤维断裂）的多尺度损伤演化模型，表征复合材料损伤的发生、发展和相互作用。

2.多尺度损伤传递：通过多尺度模型体系，实现不同尺度损伤信息的高效传递，揭示损伤在不同尺度之间的传递机制和影响规律。

3.损伤预测与评估：利用多尺度损伤演化模型，对复合材料结构的损伤进行预测和评估，为结构健康监测和失效分析提供理论指导。

多尺度失效分析

1.失效模式识别：建立多尺度失效模式识别方法，识别复合材料不同失效模式（如层间剪切失效、纤维断裂失效）的特征和演变规律。

2.失效准则：开发基于多尺度模型的多失效准则，考虑复合材料的非线性、脆性和损伤演化特征，对结构承载能力和失效模式进行准确预测。

3.失效预测与寿命评估：基于多尺度失效分析模型，建立复合材料结构的失效预测和寿命评估方法，指导工程结构的可靠性设计和使用安全。

多尺度优化设计

1.多目标优化：建立基于多尺度模型的多目标优化框架，兼顾复合材料结构的强度、刚度、韧性和寿命等力学性能。

2.参数化建模：采用参数化建模技术，快速生成不同的几何形状和结构参数，简化优化过程。

3.轻量化设计：通过多尺度优化设计，探索复合材料结构的轻量化潜力，实现材料利用率的提升和结构性能的改进。

多尺度先进制造

1.增材制造：探索多尺度模型在增材制造过程中的应用，指导打印工艺优化、材料性能控制和结构缺陷检测。

2.多尺度3D打印：开发多尺度3D打印技术，实现复合材料结构复杂形状和多层次结构的制造，提升结构的性能和功能。

3.先进复合材料成型：利用多尺度模型优化复合材料成型工艺，控制材料流动、界面结合和缺陷形成，提高复合材料结构的成形质量和力学性能。多尺度力学行为建模

在复合建筑材料的结构与性能分析中，多尺度力学行为建模是一项关键技术，用于预测和理解材料在不同长度尺度上的力学行为，从而为材料设计和工程应用提供理论支撑。

方法论

多尺度力学行为建模涉及将材料的宏观力学行为与微观结构特征联系起来。通常采用以下方法：

*微观建模：在原子或分子尺度上模拟材料的晶体结构、缺陷和界面，研究其力学行为。

*介观建模：在纳米或亚微米尺度上模拟材料的微观结构单元，如晶粒、纤维和基体，研究其力学行为。

*宏观建模：在宏观尺度上模拟材料的整体力学行为，如拉伸、弯曲和剪切，考虑微观和介观结构的影响。

建模技术

多尺度建模通常采用以下技术：

*分子动力学（MD）：模拟原子或分子的运动和相互作用，以研究微观力学行为。

*有限元法（FEM）：将连续介质离散成有限元，以求解介观和宏观力学问题。

*相场法：模拟材料相变、裂纹扩展等复杂现象的演化过程。

*多尺度方法：将不同尺度的建模技术结合起来，实现跨尺度的力学行为预测。

应用

多尺度力学行为建模在复合建筑材料研究中有着广泛的应用：

*力学性能预测：预测材料在各种加载条件下的强度、刚度、韧性和断裂韧性。

*损伤和失效分析：研究材料损伤的发生、演化和失效模式，为损伤机制提供见解。

*微结构优化：通过优化微观结构和成分，提高材料的力学性能。

*材料设计：为新型复合建筑材料的设计提供理论基础，满足特定工程需求。

示例

混凝土的拉伸行为：通过多尺度建模，可以模拟混凝土中微观裂纹的形成和扩展，预测其拉伸强度和韧性。

纤维增强复合材料的屈服行为：采用多尺度建模，可以模拟纤维和基体的相互作用，预测复合材料的屈服强度和屈服应变。

热致材料的力学响应：通过多尺度建模，可以模拟热致材料在温度变化下的力学行为，研究其热膨胀、弹性模量和屈服强度的变化规律。

结论

多尺度力学行为建模是一项强大的技术，用于理解和预测复合建筑材料在不同长度尺度上的力学行为。通过采用各种建模技术，可以对材料的微观结构、介观力学和宏观性能进行全面分析，为材料设计和工程应用提供理论指导。第六部分损伤与失效分析关键词关键要点【损伤与失效分析】：

1.分析复合材料内部损伤的类型和发展规律，如界面脱粘、纤维断裂、基体开裂等。

2.确定复合材料失效模式，如层间剪切破坏、纤维拉伸破坏、基体开裂破坏等。

3.研究损伤演化与失效模式之间的关系，建立损伤失效演化模型。

【复合材料损伤检测】：

复合建筑材料的损伤与失效分析

介绍

复合建筑材料由于其优异的强度重量比、耐腐蚀性和可定制性，在建筑行业中得到广泛应用。然而，与单一材料相比，复合材料具有更复杂的结构和力学行为，容易受到各种损伤和失效模式的影响。

损伤类型

复合建筑材料常见的损伤类型包括：

*纤维断裂：纤维承受的应力超过其强度极限。

*基体破裂：基体承受的应力超过其强度极限。

*界面脱粘：纤维和基体之间的界面失效。

*层间脱层：层与层之间的失效。

*微裂纹：材料中产生的微小裂缝，可能会逐渐扩展。

失效模式

复合材料的失效模式取决于损伤类型、加载条件和材料特性。常见失效模式包括：

*纤维断裂失效：纤维断裂导致材料强度和刚度突然下降。

*基体开裂失效：基体开裂导致材料韧性和延展性的丧失。

*界面脱粘失效：界面脱粘导致材料的层间抗剪强度下降。

*层间脱层失效：层间脱层导致材料的层间拉伸强度下降。

*微裂纹扩展失效：微裂纹逐渐扩展导致材料的疲劳失效。

影响因素

复合材料的损伤和失效受多种因素影响，包括：

*材料成分：纤维、基体和界面材料的特性。

*结构：层压结构、层厚和纤维取向。

*加载条件：载荷类型、载荷幅度和载荷持续时间。

*环境因素：温度、湿度和化学物质。

分析方法

损伤和失效分析对于评估复合材料结构的可靠性和耐久性至关重要。常见的分析方法包括：

*非破坏性检测(NDT)：使用超声波、X射线或热成像等技术来检测损伤而不会损坏材料。

*力学测试：拉伸、弯曲和剪切测试等力学测试可以提供关于材料损伤和失效行为的信息。

*断口分析：材料断裂表面的分析可以提供有关失效模式和损伤类型的信息。

*有限元建模：计算机建模可以用来模拟复合材料的损伤和失效行为。

预防和缓解

通过了解复合材料的损伤和失效机制，可以采取措施来预防和缓解这些问题。预防和缓解策略包括：

*材料选择：选择具有高强度、高刚度和优异界面特性的材料。

*结构设计：优化层压结构以最大限度地降低应力集中和损伤的可能性。

*加载控制：控制载荷类型、幅度和持续时间以防止过度应力。

*环境保护：避免材料暴露在极端温度、湿度或化学物质中。

*损伤监测：定期进行非破坏性检测以检测早期损伤并采取纠正措施。

结论

复合建筑材料的损伤和失效分析对于确保其结构可靠性和耐久性至关重要。通过了解损伤和失效机制，影响因素以及分析方法，我们可以采取措施来预防和缓解这些问题，最终延长复合材料结构的使用寿命。第七部分性能优化与设计策略关键词关键要点轻量化设计

1.采用密度较小的材料，如泡沫塑料、蜂窝结构等，减轻材料本身的重量。

2.优化结构设计，采用空心、薄壁、桁架等结构形式，增加构件的刚度和强度，同时减轻重量。

3.应用拓扑优化技术，通过计算机模拟，确定材料在特定载荷和约束条件下的最优分布，最大限度减轻重量。

增强力学性能

1.加入高强度纤维或颗粒，如碳纤维、玻璃纤维、陶瓷颗粒等，增强材料的抗拉强度、抗弯强度和抗冲击强度。

2.采用层压技术，将不同材料以特定方式粘合在一起，发挥各材料的优势，提高整体力学性能。

3.应用表面处理技术，如热处理、涂层等，改善材料的表面性能，增强抗疲劳、耐腐蚀等性能。

改善热性能

1.采用低导热材料，如聚苯乙烯泡沫、硅橡胶等，阻隔热量传递，提高材料的保温性能。

2.设计多孔结构，利用空气作为隔热介质，降低材料的热传导率。

3.利用反射涂层或薄膜，将热量反射或阻隔在材料表面，提高材料的隔热性能。

提升耐久性

1.选择抗腐蚀、耐候性好的材料，如不锈钢、铝合金、高强度塑料等，提高复合材料在恶劣环境下的耐久性。

2.采用保护涂层或密封剂，防止材料受到化学侵蚀、水分侵蚀和紫外线辐射的影响。

3.设计合理的排水系统，防止水分积聚，延长材料的使用寿命。

多功能化集成

1.将传感器、导电材料、发光材料等功能性材料集成到复合材料中，赋予材料额外的功能，如传感、能源存储、照明等。

2.采用层压或嵌件技术，将不同功能模块集成到复合材料中，实现多功能一体化。

3.利用复合材料的多孔结构，设计吸声降噪、防火阻燃等附加功能，提升复合材料的整体性能。

可持续发展

1.采用可再生、可回收或生物降解的材料，减少复合材料对环境的影响。

2.优化制造工艺，降低能耗和废物排放，提高复合材料的生态友好性。

3.建立回收和再利用体系，延长复合材料的使用寿命，节约资源并减少环境污染。性能优化与设计策略

复合建筑材料的性能优化和设计策略对于充分利用其潜力至关重要。以下列举了一些关键策略：

1.材料选择和配比：

材料的选择和配比对于控制复合建筑材料的机械性能、耐久性和成本至关重要。优化包括：

*选择具有高强度和刚度的纤维（如碳纤维或玻璃纤维）。

*调整纤维和基体的比例以获得最佳性能。

*使用不同类型的纤维（如混合玻璃纤维和碳纤维）来提高性能。

2.制造工艺：

制造工艺对复合建筑材料的性能有重大影响。优化包括：

*使用高压成型或热压成型等先进制造技术来提高纤维排列和强度。

*优化固化过程以确保足够的粘结和强度。

*控制成型条件以减少缺陷和提高质量。

3.结构设计：

结构设计可以通过以下方式优化复合建筑材料的性能：

*采用三明治结构或桁架结构以提高强度和刚度。

*使用异形截面和局部加固以提高抗弯性能。

*利用复合材料的各向异性特性进行定制设计。

4.连接技术：

连接技术是复合建筑材料结构的一个关键方面。优化包括：

*使用粘接、螺栓和铆钉等方法来连接复合材料元件。

*开发新型连接技术，如摩擦搅拌焊和超声波焊接，以提高连接强度。

*优化连接设计以减少应力集中和提高整体性能。

5.耐久性增强：

增强复合建筑材料的耐久性对于确保其长期性能至关重要。策略包括：

*使用耐候材料和表面处理来保护材料免受紫外线和水分的影响。

*添加阻燃剂以提高耐火性。

*设计具有良好排水性的结构以防止水分积聚。

6.轻量化：

复合建筑材料的轻量化对于提高结构效率至关重要。优化包括：

*使用高强度纤维和低密度基体材料。

*通过拓扑优化和空心结构设计减少材料用量。

*利用复合材料的异形截面特性来降低重量。

7.成本优化：

成本优化对于复合建筑材料的商业化至关重要。策略包括：

*使用低成本的纤维和基体材料。

*优化制造工艺以减少浪费和提高效率。

*采用模块化设计以简化装配和降低安装成本。

具体示例：

*碳纤维增强聚合物（CFRP）：通过优化纤维取向和层压顺序，可以显著提高CFRP的强度和刚度。例如，CFRP飞机机身的设计利用了纤维的各向异性特性，通过沿应力方向排列纤维来最大化强度。

*玻璃纤维增强混凝土（GFRC）：通过调整玻璃纤维的含量和分布，可以提高GFRC的抗裂性和抗弯强度。例如，GFRC幕墙面板的设计采用了梯度纤维分布，在结构关键区域提高了纤维含量，从而提高了耐冲击性和耐用性。

*三明治复合材料：通过优化芯材密度和蜂窝结构，可以提高三明治复合材料的抗弯性能和刚度。例如，用于船舶甲板的三明治复合材料采用了高密度蜂窝芯材，提供了卓越的刚度和抗冲击性。第八部分复合建筑材料的应用领域展望关键词关键要点主题名称：建筑加固和修复

1.复合材料在混凝土结构