1、1.2.3.1.2.鋼結構實驗原理實驗報告T型柱受壓構件試驗1551924張舒翔實驗目的通過試驗掌握鋼構件的試驗方法，包括試件設計、加載裝置設計、測點布置、試驗結果整理等方法。通過試驗觀察T形截面軸心受壓柱的失穩過程和失穩模式。將理論極限承載力和實測承載力進行對比，加深對軸心受壓構件穩定系數計算公式的理解。實驗原理可能發生的失穩形式(1)繞x軸彎曲失穩(2)繞y軸彎曲同時繞桿軸扭轉的彎扭失穩基本微分方程EIxV。NvNX。EIyNuNy。EIGItNx°vNy°ur02N而'對于T型截面，x=0,丫0*0,得到EIxv0NvElyU0NuNy0EIGItNx0v2N

2、y0ur0N3.長細比計算繞X軸彎曲失穩4=心4繞y軸彎曲失穩繞，軸扭轉失穩彎扭失穩等效長細比年二十片）十十.41-*4.T型截面的歐拉荷載覽禮b/h08,芹葡粕軋亂對冏主勝之即.1/41SL制遭對索用轉機10.二小口區什力軸r，riE，E，MIM，"b)*庠g/苴但肺面脩尺曲純拳樣.扎副立柄唯版.審件比阡1輝2%安網主油那片,軋制包打汽主鞋站摭輒藥址IM0用處I丸前40<t<8CLWttb/hX,j|Mbrh>0B繞X軸彎曲失穩N&=芍Qox)LrHFl繞¥軸彎曲失穩A&=*繞，軸扭轉失穩AL="a彎扭失穩V(%+和E)小+%F

3、-4%斗川-d勺力f力5.T型截面壓桿的極限承載力40120160200k可取j-t-iiiisi,ri1-.1-11-ia-1,實驗設計1 .T型截面加工示意圖70一就件加工圖2 .支座設計Oho9川二召形成約束：雙向可轉動端部不可翹曲端部不可扭轉3 .應變片及位移計布置24220.00.0所測得的承載力應介于兩者之間0,6323視近三曲牧恥;氤曲淺4.承載力估算(1)規范公式21/2金I一3P2f<2(2)歐拉公式OO一歐拉曲線規壺b曲線x試驗結果規范cr1fy22四、1.實驗前準備構件數據測量實測截面平均值截面1截面2截面3截面局度Hmm80.2480.4080.1780.14截面

4、寬度Bmm49.6649.6249.7449.63腹板厚度Twmm3.723.703.623.84翼緣厚度Tfmm3.773.843.693.79試件長度Lmm600.00600.00600.00600.00刀口厚度mm36.00計算長度Lxmm672.00計算長度Lymm672.00計算長度Lwmm296.00材性試驗屈服強度fyMPa306.77彈性模量EMPa206000.002.承載力估算將截面特性帶入公式得入X25.78入x_0.3167入y74.06入y_0.9098入081.36入0_0.9994入3100.32入3/1.2322即發生彎扭失穩(1)歐拉公式計算的承載力1/0.6

5、586NeAfy95.33KN(2)規范公式計算的荷載查表為0.4661NcrAfy67.47KN則最終承載力應為67.47-95.33KN3.正式加載前準備檢查應變片及位移計工作良好并進行預加載，預加載荷載一般為極限承載力的30%可實現檢測設備是否正常工作、檢測應變片和位移計、壓緊試件，消除空隙。并且若發現初偏心過大還可進行偏心調整。正式加載1 .試驗現象(1)加載初期：無明顯現象，隨著加載的上升，柱子的位移及應變呈線性變化，說明構件處于彈性階段。(2)接近破壞：應變不能保持線性發展，跨中截面繞弱軸方向位移急劇增大。(3)破壞現象：柱子明顯彎曲，支座處刀口明顯偏向一側(可能已經上下刀口板已經

6、碰到)，千斤頂作用力無法繼續增加，試件繞弱軸方向失穩，力不再增大位移也急劇增加，說明構件已經達到了極限承載力，無法繼續加載。卸載后，有殘余應變，說明構件已經發生了塑性變形。荷載不繼續增加，而試件的變形明顯增大荷載位移曲線越過水平段，開始出現下降(4)構件發生彎扭失穩破壞。(5)破壞照片：2 .承載力分析荷載一平均應變曲線10001500二均E變/um200c2500極限承載力為76.24KN,小于歐拉公式計算的承載力，大于按規范計算的承載力。原因分析1）拉公式是采用“理想彈性壓桿模型”，即假定桿件是等截面直桿,壓力的作用線與截面的形心縱軸重合，材料是完全均勻和彈性的，沒有考慮構件的初始缺陷如材

7、料不均、初始偏心及初彎曲等的影響，但在試驗中不可能保證試件沒有缺陷，同時試件的加載也不可能完全處于軸線上，故實際承載力低于歐拉公式算得力。2）規范公式計算是在以初彎曲為1/1000,選用不同的界面形式，不同的殘余應力模式計算出近200條柱子曲線。并使用數理方程的統計方式，將這些曲線分成4組，公式采用了偏于安全的系數，在這個過程中規范所考慮的初始缺陷影響小于此次實驗，所以實驗所得的承載力值小于計算值。3.破壞分析圖一主要顯示了彎曲破壞過程，一開始隨著荷載的增大，兩者均呈線性增長，后承載力繼續增大，兩條曲線分開，試件向著6_1所在的方向發生彎曲凸起，最終導致破壞。圖二主要顯示了扭轉破壞的過程，一開始，曲線幾乎沒有變，后來突然產生分支，測點所在截面處產生順時針扭轉。綜上，破壞形式為彎扭破壞4.缺陷分析可見構件與理論情況擬合較好。六、誤差分析1 .初偏心：由于制造、安裝誤差的存在，壓桿也一定存在不同程度的初偏心。初偏心對壓桿的影響與初彎曲的十分相似,是壓力一開始就產生撓曲，并隨荷載增大而增大；二是初偏心越大變形越大,承載力越小；三是無論初偏心e0多小，它的臨界力Ncr永遠小于歐拉臨界力NE2 .殘余