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《冷弯薄壁C形槽钢畸变屈曲的试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、浙江建筑,第27卷,第1期,2010年1月ZhejiangConstruction,Vol.27,No.1,Jan.2010冷弯薄壁C形槽钢畸变屈曲的试验研究ExperimentalStudyonFlexionDeformationofColdBendCTypeU2Bar张兆宇ZHANGZhao2yu(浙江省建筑科学设计研究院建筑设计院,浙江杭州310012)摘要:在国内外对畸变屈曲研究成果的基础上,对冷弯薄壁C形截面槽钢在轴心受压和对称轴平面内偏心压力下的畸变屈曲进行试验研究,并与理论分析结果进行了对比分析。关键词:冷
2、弯薄壁C形槽钢;畸变屈曲;试验研究中图分类号:TU511.3文献标识码:A文章编号:1008-3707(2010)01-0069-02香港理工大学的滕锦光教授采用与Hancock类1冷弯薄壁型钢简介似的简化分析模型,推导出双向偏心受压时畸变屈[3]通常,我们把壁厚在3mm以下的、经过冷弯成曲荷载的稳定方程。对于集中荷载作用在对称型的钢材称为冷弯薄壁型钢。冷弯薄壁型钢构件具轴平面内的冷弯薄壁槽钢,其畸变屈曲荷载P,可0有强度高、自重轻、工厂化程度高、安装简便、施工劳由式(1)通过迭代法求得:动强度低等优点,被广泛地应用到建
3、筑领域。222ππS-αrP-S-γP×22e1j0120由于截面过于展开且壁厚很薄,在荷载作用下,λλ22冷弯薄壁构件除了发生常见的屈曲模式如局部屈πλ2S+k+GJ-αrP=0(1)32<2e2j0曲、整体屈曲外,还容易发生图1(b)所示的畸变λπ屈曲。方程(1)中扭转刚度系数k<为与腹板正应力有关的量,其余系数除畸变屈曲半波长λ和畸变荷载P外,均为与截面几何形状有关的常量,因此方0程(1)中只剩两个未知量,即λ和P。改变λ的值得0到P的最小值,该最小值即为所求的畸变屈曲0荷载Pcr。2试验设计图1屈曲模式公式(1)
4、推导过程中,假设材料为完全弹性、畸Hancock等首先推导出冷弯薄壁槽钢在受轴心变屈曲变形为正弦半波,并且没有考虑结构的初始压力时畸变屈曲荷载计算公式,继而推导出槽形截缺陷和残余应力等不利因素。但在实际工程中,即面的薄壁型钢梁在绕截面对称轴的弯矩作用发生畸使材料在完全弹性范围内工作,构件还不可避免地[1-2]变屈曲时的计算公式。有制造、加工、安装等带来的各种初始缺陷。收稿日期:2009-06-01作者简介:张兆宇(1971—),男,河北唐山人,工程师,从事结构设计工作。70浙江建筑2010年第27卷本试验通过对冷弯薄壁C
5、形截面柱施加偏心为了研究随荷载的增加C形冷弯薄壁钢柱翼值不同的集中荷载使其在对称轴平面内弯曲的压弯缘的横向变形情况,因而在翼缘二分之一宽度一定试验,观察构件发生畸变屈曲时的性状,把实验获得高度处设置机械位移计以研究其屈曲特性,位移计的有关数据与用近似解析法公式得出的结果进行比编号从1至10,其位置见图4。同时,为了监测受压较,并对精确度进行分析,从而为工程应用提供必要柱的轴向变形,在柱的上下两端各设编号为11、12的安全系数。的两只位移计,其中位移计11设在柱上端,12设在试验用构件截面见图2,厚度t=1.0mm。试件柱
6、下端。长度1380mm。根据浙江大学材料力学实验室检测本试验在浙江大学土木工程系力学试验室进结果,试验构件的弹性模量为E=180000MPa。行。试验装置采用垂直加载的方式,整个装置由加载设备(20t千斤顶)、测力计(20t力传感器)、支承机构(反力架、横梁)和抗扭框组成,见图5。图2试件截面参数(单位:mm)为了控制C形薄壁冷弯钢柱在压弯时的最大应力,在1/2柱高处的两卷边外侧沿柱高方向各贴一片应变片来取得轴向的最大压应变;同时,为了考察畸变屈曲时腹板和翼缘交接处的横向应力变化情况,在一些特定部位粘贴横向应变片,同一位
7、置内外侧各贴一片。上述两种应变片的平面布置展开图见图3,图中数字代表应变片的编号,括号中的数字表示该编号的应变片在展开图的背面(即冷弯薄壁C形槽钢的外表面)。应变片参数:电阻(120±0.2)Ω,灵敏系数2.08±0.01,栅长×栅宽=5mm×3mm。采用液压千斤顶等速分级加载,荷载级差约为预计破坏荷载的5%,相邻两级荷载时间间隔约为2min。位移计的位移采用人工读取的方式,荷载采用可显示数据的力传感器读取,应变采用DH-3815N型静态应变采集系统,每个数据采集箱可测16个通道,每8个通道共用一个温度补偿,测量应变范围
8、为±20000με,最高分辨率1με,采用手动单次采样。本文中采用荷载2横向应变法,即取荷载2横向应变曲线中斜率突然改变处的荷载,作为试件的畸变荷载。3结果分析与结论试验结果及理论结果对比见表1。(下转第77页)第1期杨清平等:钢结构漆膜防腐层对超声波能量反射量的研究与探讨77形成的凹凸度有关。在漆层厚度与凹凸高度相
