GFRP圆管脚手架节点承载能力试验与有限元研究

摘要

要将复合材料圆管用于脚手架结构必须解决杆件与杆件之间的连接问题,由于GFRP圆管横向强度低,因此需要研究将传统钢扣件应用于GFRP圆管连接时杆件节点的力学性能.本文首先通过不加垫层扣件和加垫层扣件对GFRP圆管施加预紧扭矩,得出GFRP圆管在两种不同扣件下的承载规律;其次在预紧力试验基础上进行抗滑移试验,研究了垫层对节点抗滑承载能力的影响;最后建立了节点有限元模型,通过建立的有限元模型对中间垫层的厚度进行优化.研究表明:增加半圆形钢垫层可以大幅度提高GFRP圆管可承受的预紧扭矩,并改善GFRP圆管的受力分布,并且抗滑移承载力提高约26.3％.同时通过有限元可得垫层厚度取3.5 mm较为适宜.