关于纤维增强复合材料(聚合物基复合材料或纤维增强热塑性树脂复合材料,Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)结构的应用还有相关研究推动的进程比较缓慢,主要原因:(1)初始成本高;(2)缺乏高性能FRP节点;(3)FRP轴压杆件缺乏相对准确的预测方程;(4)缺乏全FRP结构设计。还有对FRP材料的基本力学性能研究不够完善,导致FRP结构的基本力学性能研究迟缓,也是FRP材料在建筑业没能推广开来的重要原因之一,作者在本文中对FRP轴压杆件的局部稳定性进行了研究。主要分析方法和研究成果如下:(1)利用数据库对现有的FRP轴压杆件局部屈曲临界力显式计算方法进行了比较并建立有限元模型对方程精度进行验证,得出了以下结论:美国土木工程师协会(ASCE)和Creative Pultrusions公司提出的方程以及学者Pecce等提出的经验方程相对保守,在结构设计中容易导致材料的浪费;Strongwell公司提出的方程和其他显式方程相比与实验数据接近,提高材料利用率,可以作为通用方程预测FRP杆件局部屈曲临界应力。因为预测值低估数据库实验数据36.7%,所以Strongwell公司提出的方程用来预测FRP复合材料杆件的临界应力还存在提升空间;在研究b_f t_f比值对各方程的影响后发现,b_f t_f比值大于15时,方程预测误差变大,预测精度将会降低。b h比值在0-1.0的范围内时,随着b h比值的增加,现有的显式方程预测误差减小,预测精度将得到提高。(2)在使用ANSYS有限元分析软件的基础上,通过APDL命令流的方式建立有限元模型,并通过数据库验证了不同杆件截面模型的准确性和可适用性。研究了不同杆件长度的有限元模型数值模拟临界力与现有的显式方程预测FRP杆件局部屈曲临界力的偏差,并得到以下结论:数值模拟预测临界力与实验数据接近,有限元模型几乎还原了实验结果,表明了模型的准确性和可适用性,可以作为研究FRP杆件局部屈曲临界力的重要参考依据;在改变杆件长度后,分析研究了Strongwell公司在1998年的设计规范中提出的局部屈曲临界荷载计算方法,发现该方法在各方程预测宽翼缘工字型、矩型、工字型截面的FRP杆件局部屈曲临界力中,精度都是最高的。(3)在Strongwell公司1998年的设计规范中提出局部屈曲临界荷载计算方法的基础上,使用ORIGIN软件和收集到的数据库实验数据回归分析后优化得到新的显式方程,通过有限元数值模拟结果比较了新方程的预测精度,并分析了b_f t_f比值和b h比值对方程造成的预测偏差的影响,得到以下结论:新方程的预测精度有了较大的提升,算术平均值仅为109.6%,临界荷载预测值低估有限元数值模拟结果9.6%,预测结果极为接近,平均绝对偏差(AAE)和标准差(SD)分别是8.1%和9.3%,方程预测值偏差离散度低,说明优化后的方程作为通用方程预测不同截面FRP杆件局部屈曲临界力是稳定的;新的方程b_f t_f比值大于15时,方程预测误差变大,预测精度将会降低。b h比值在0-1.0的范围内时,随着b h比值的增加,新方程预测误差减小,预测精度将得到提高。本文还给出了FRP杆件局部屈曲实验数据库,以便需要实验参数进行验证。