非等厚箱形截面GFRP压杆的局部屈曲临界力计算方法分析

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20250928.011

复合材料科学与工程 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (9): 84-92.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20250928.011

非等厚箱形截面GFRP压杆的局部屈曲临界力计算方法分析

康迩涛¹, 肖潇^1*, 张铁山²

1.南华大学土木工程学院,衡阳421001;
2.中国建筑第八工程局有限公司,天津300000

收稿日期:2024-07-17 发布日期:2025-10-23
通讯作者: 肖潇(1968—),男,博士,副教授,主要从事复合材料结构性能方面的研究,brightxiao@163.com。
作者简介:康迩涛(2001—),男,硕士研究生,主要从事复合材料结构性能方面的研究。
基金资助:
湖南省自然科学基金项目(2021JJ50015);湖南省教育厅科学研究重点项目(20A426)

Analysis of calculation methods for local buckling critical load of non-uniform cross-section GFRP compression member

KANG Ertao¹, XIAO Xiao^1*, ZHANG Tieshan²

1. School of Civil Engineering, University of South China, Hengyang 421001, China;
2. China Construction Eighth Engineering Division Co., Ltd., Tianjin 300000, China

Received:2024-07-17 Published:2025-10-23

摘要/Abstract

摘要： 为研究实际工程设计中箱形截面GFRP柱腹板和翼缘厚度不相等所带来的不对称性对现有局部屈曲临界力预测公式精度的影响,本文利用ABAQUS软件建立了考虑几何缺陷的箱形玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)柱的非线性有限元模型,并对模型进行了验证。通过非线性有限元分析的轴向承载力结果,比较现有箱形截面GFRP杆件局部屈曲临界力计算方法的准确性和优缺点。在现有预测GFRP柱轴向承载力方法的基础上,提出了新的优化方程,并将所提出的优化方程结果与有限元结果对比,发现优化方程的局部屈曲临界力预测值比有限元数值模拟结果低5%,平均绝对误差为6.58%,标准差为7.1%,表现出较低的离散度。这表明优化方程能够很好地预测非等厚箱形截面GFRP压杆的局部屈曲临界力,并为后续其他截面局部屈曲临界力计算公式设计提供了一种简单可靠的选择。

关键词: 非等厚截面, 玻璃纤维增强聚合物, 局部屈曲, 临界力, 压杆

Abstract: To investigate the impact of asymmetry due to unequal web and flange thickness in box-section GFRP columns on local buckling critical force prediction accuracy, this study established a nonlinear finite element model using ABAQUS. The model was validated through comparison with experimental results, and existing methods for calculating the local buckling critical force were evaluated. Based on these methods, a new optimized equation was proposed. Compared with finite element results, the optimized equation’s critical load predictions are 5% lower, with an average absolute error (AAE) of 6.58% and a standard deviation (SD) of 7.1%, which indicated low dispersion. This demonstrated the optimized equation’s effectiveness in predicting the local buckling critical force of non-uniform thickness GFRP compression members and provided a reliable design choice.

Key words: non-uniform cross-section, GFRP, local buckling, critical force, compression member

中图分类号:

TB332

康迩涛, 肖潇, 张铁山. 非等厚箱形截面GFRP压杆的局部屈曲临界力计算方法分析[J]. 复合材料科学与工程, 2025, 0(9): 84-92.

KANG Ertao, XIAO Xiao, ZHANG Tieshan. Analysis of calculation methods for local buckling critical load of non-uniform cross-section GFRP compression member[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2025, 0(9): 84-92.

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非等厚箱形截面GFRP压杆的局部屈曲临界力计算方法分析

Analysis of calculation methods for local buckling critical load of non-uniform cross-section GFRP compression member

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