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GFRP材料因其轻质高强,绝缘性能及耐污性能良好,在我国电网建设中具有广泛的应用空间。由于GFRP材料自身属性,传统连接手段不再适用,而构件节点连接是工程应用的必要环节,其受力性能对结构整体安全十分关键。目前,复合材料套管粘结节点形式较为常见,但其相关试验研究较少,复合套管的受力性能及破坏模式尚不明确,给工程应用带来不便。本文针对GFRP复合套管进行拉压性能足尺试验,并在此基础上进行有限元验证及参数分析,得到以下结论: (1)GFRP复合套管轴压破坏形式为钢套管与GFRP杆粘结处斜向剪切破坏,属于脆性破坏,结构设计应严格控制在弹性范围内,并留有足够的安全裕度。Φ200X10试件的轴压极限承载力为1616.7kN,位移值为14.17mm;Φ272X12试件的轴压极限承载力为3155.7kN,位移值为42.31mm。GFRP材料轴压过程中应力应变呈线性变化,复合套管破坏原因是钢套管对GFRP杆的横向挤压作用,本文提出了钢套管横向挤压衰减调整系数可取0.7。 (2)GFRP复合套管轴拉破坏形式为GFRP杆与钢套管之间发生脱落,属于脆性破坏,Φ200X10试件的轴拉极限承载力为697.5kN,位移值为7.70mm;Φ272X12试件的轴拉极限承载力为1340kN,位移值为9.90mm。GFRP复合套管轴拉破坏原因是钢套管与GFRP杆粘结强度不足,设计时应考虑粘结剂的粘结强度,建议取值6.5MPa。 (3)GFRP复合套管的有限元分析表明:偏压构件的承载能力随偏心率的增大而减小,减小幅度逐渐降低,偏心率不宜大于0.1;轴压构件的承载能力随径厚比的减小而增大,径厚比减小10%,极限承载力增大10%;径厚比越小,偏心率对构件承载力的影响越大,本文提出了不同径厚比构件的偏心率影响系数。 (4)提出了改进后的节点连接形式:由于钢套管对GFRP杆产生较大的横向挤压作用,在粘结交界处,增加抗挤压橡胶垫,以减小挤压效果,提高整体抗压性能;由于钢套管与GFRP杆粘结强度明显不足,提出的改进构造措施是增加高强螺栓抗剪件,将单一的粘结节点改造成粘结-螺栓混合连接节点。 本文研究揭示了GFRP复合套管拉压受力性能与破坏模式,并对轴压试验进行了参数分析,得到了偏心率和径厚比对构件承载能力的影响规律,对节点连接进行了优化设计建议,研究结果可为GFRP套管连接形式的工程应用提供理论依据和技术支持。