槽型刚轴心受压失稳试验报告

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1、何鬲牛、常TONGJIUNIVERSITY槽型刚轴心受压失稳试验报告报告人：倪荫豪1350871王慧琳135廖毅周1350860指导老师：王伟小组编号：实验日期：2015年12月7日试验目的•通过实验掌握钢构件的实验方法，包插试件设计、加载装置设计、测点布置、实验结果整理等方法。•通过实验观察槽形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。•研究槽形轴心受压柱应力应变关系。•体会槽形轴心受压柱实际承载力与理论承载力之间的区別。1.试验原理2.1基本微分方程本次试验构件所用截面为槽型截面，属于单轴对称截面的弯曲失稳和弯扭失稳。单轴对称截面的剪力屮心在对称轴上。设对称轴为X轴，可得如下弹

2、性微分方程：EIx（严_V。⑷）+Nv"-Nx0=0<⑷-如⑷）+M/=0E打（0⑷一0。⑷）-G/「（0"-仇”）-Nxov+-R0=0由此方程可以看出，在弹性阶段，单轴对称截而轴心受压构件的三个微分方程中有两个是互相联立的，即在y方向弯曲产生变形v吋，必定伴随扭转变形，反之亦然。但第二式可独立求解。综上，单轴对称截面轴心压杆在平面内失稳时，既可以弯扭失稳也可以弯曲失稳。2.2承载力估算理论221采用欧拉“理想压杆模型”理论计算欧拉临界应力：7l2EA丁试中NeEA欧拉临界应力材料的弹性模暈压杆的截面面积A——压杆最大长细比2.2.2采用《钢结构技术规范》计算我国《冷弯薄壁

3、型钢结构技术规范》GB50018采用如下公式计算:-22试中（p——轴心压杆稳定系数A——相对长细比£（）——初始偏心率，可查教材表5・2最后，极限承载力叫二・试验装置•小型反力架•手动千斤顶•单刀口支座宀6y//LO//产—冬、408内嚟纹孔槽口板时和传瞬连接四、试验中注意事项•试件计算高度从两端狡支座的刀口处选取•用千斤顶加载时要注意力度，使荷载缓慢提高•试验时一定要注意安全，尤其在试件快要屈服时一定要远离断裂面五、试验数据处理5.1截面参数及承载力估算5.1.1截面参数实测数据:实测截面平均值截面1截面2截面3截面高度Hmm61.9161.9861.8361.

4、91截面宽度Bmm24.5324.2624.4324.90腹板厚度Twmm3.063.033.023.12翼缘厚度Tfmm3.173.163.193.15试件长度Lmm1133.001133.001133.001133.00由材料力学可算的此截面的如下特性:面积A325.5644mm2惯性矩lx178039mm4惯性矩ly17292mm4旋转半径ix23.39mm旋转半径iy7.29mm5.1.2承载力估算•按欧拉临界应力公式：最大长细比入二砂=155.4iyNe=27.38W•按《钢结构设计规范》计算：1=1.672初始偏心率查教材中表5-2得，=0.469所以，0=0.2

5、89N“=22.HkN5.2试验数据处理5.2.1荷载-位移，荷载.应变曲线本次试验中共用了4个应变传感器和2个位移传感器，它们在截面中布置方式如下图。位移计D1S4S3S2S1位移计D2根据采集到的数据整理出荷载•位移曲线图:荷载-位移关系曲线181614108420•2。九舄W备⑴君紀导持秽前心荷载/kN荷载■应变曲线:荷载-应变曲线°幼—S荷载/kNSl^—S2S3S45.2.2承载力分析根据荷载■应变曲线，本次构件的实际荷载承载力为N存=14.6灯V=0.190试验实测的值比钢结构设计规范算出的值低很多，比欧拉临界应力公式低更多。其中很重要的一个原因是本小组试验的构件

6、在之前已经加载过一次并出现失稳现象，承载力有不小幅度的下降。此外还有以下的原因：•实际钢材的屈服强度可能小于235MPa•初始应力及初始偏心率大小的影响•加载方式的影响•理论约束与实际约束的差别六、思考1.思考截面类型对稳定系数的影响截面类型影响稳定系数的大小。稳定系数与截面是否对称以及对称程度有关，如十字型截面发生扭转失稳，H型截而发生弯曲失2.思考长细比对稳定系数的影响由实验汇总结果可以看到，长细比越大则稳定系数越小，两者大体成反比。1.思考等效初始缺陷对稳定系数的影响等效初始弯矩将对稳定系数大小产生不利的影响，初始弯曲越大，越容易失稳。