拉挤玻纤垫板在框架结构中的承载能力

摘要整理

引言：拉挤玻纤型材（PFP）全复合材料结构的设计与施工正在发展中。全复合材料结构的承载能力通常受其节点连接的限制。过去二十年来，许多研究致力于纤维增强聚合物（FRP）直角连接（或沿拉挤方向及其垂直方向）节点的工作性能。框架结构节点由框架单元通过垫板在不同角度与带状件相邻而形成。根据文献分析，针对与拉挤方向成角度的连接进行的试验较少。现有FRP框架结构垫板的设计方案主要采用钢材或通过其他工艺（压实法、压力处理法）生产的复合材料。本研究重点关注单向垫板节点连接的实现，其中纤维位置为0°。考虑到材料的特殊性，框架结构中的垫板设计已适配拉挤玻纤的性能。本研究的目的是基于该材料的规范，提高PFP垫板在框架结构中的使用效率。材料与方法：采用自适应设计方法进行框架结构垫板节点连接设计。将梯形钢桁架的材料更换为复合材料，同时保留原始设计方案，随后对结构进行升级以考虑复合材料的性能和特点。结果：研究的主要成果包括确定拉挤玻纤在不同受力方向角度下的安全系数。为了提高单元节点连接的承载能力，提供了多种垫板设计方案，这些方案考虑了框架结构单元中的不同受力。结论：在设计PFP结构时，必须考虑材料特性。在不调整设计布局和升级结构的情况下，用复合材料替代传统材料会导致材料用量增加。

相关论文