拉挤纤维增强塑料(PFRP)复合材料结构的连接和增强件设计详图

本文目的在于为拉挤纤维增强塑料(PFRP)结构型材的连接和加劲件(Stiffener)介绍一些推荐性设计详图,也作为PFRP制造厂在选择合适的连接结构时实际的设计参考。在制造这类结构元件时考虑了此材料的各向异性性能。本文分为三个相互有关的部分:(1)PFRP框架结构的连接设计详图;(2)增强和加大PFRP开口(open-web)型材结构负载能力的简易加劲元件;(3)实验评价加劲的梁。在第一部分中,介绍由著者研制的专用FRP通用连接件(UC)用作新结构的连接,与所需的加劲件一起使局部变形最小和防止PFRP开口型材的过早破坏。在早些时候,著者和其它人的文章中报道了这种通常局部破坏的PFRP开口型材。此外。提供了剪切和弯曲的加劲详图。为了解决与现有PFRP框架有关的各种问题,也提出了作传递件和螺杆(stud)加劲件的推荐详图。这些外加的加劲件对于现有PFRP结构来说是不昂贵的,并能提高这类结构在过大荷载条件下的可靠性和安全性;因而会降低设计人员和制造者所承担的风险和责任。另外,对加劲和未加劲简支PFRP的H-梁的实验结果表明对成品的(off-the-shelf)拉挤型材应用外加加劲件的重要。此试验结果指出,与未加劲的试样相比较,此型材的极限承载量增加多达65%,而临界屈曲应力和后屈曲强度两者的提高也是源于加了这些加劲件。