同济大学钢结构实验报告——T型柱受压
时间：2020-09-21 12:45:37 来源：工作范文网 本文已影响 人 
《钢结构实验原理实验报告》
T型柱受压构件试验
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实验目的
通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点 布置、试验结果整理等方法。
通过试验观察T形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3.1.2.将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系
3.
1.
2.
数计算公式的理解。
实验原理
可能发生的失稳形式
（1） 绕x轴弯曲失稳
（2） 绕y轴弯曲同时绕杆轴扭转的弯扭失 稳
基本微分方程
Elx v - v0 Nv - NX。，- 0
Ely u - u0 Nu Ny^ 二 0
El 丁 - s - G? 丁 J - Nx0v Ny0u r02N - R - 0 而对于T型截面，％=0,丫。工0,得到
Elx v - v0 Nv= 0
Ely u - u0 Nu Nyf 二 0
El . v - f - Gh …订-Nx0w Ny0u r02N 二 0
长细比计算
盂=*（
盂=*（舜+盂）+fj（盂+盂『-[I -芳久丸
4. T型截面的欧拉荷载
绕X轴弯曲失稳
绕y轴弯曲失稳
绕疋轴扭转失稳
弯扭失稳等效长细比
5.绕誥轴弯曲失稳￡X
c绕y轴弯曲失稳绕z轴扭转失稳N - L*
5.
绕誥轴弯曲失稳
￡X
c
绕y轴弯曲失稳
绕z轴扭转失稳
N - L
*v￡y - }2
伽
丁 Eh
弯扭失稳临
)- +叫J - 4%弘』-(兀仏y ]
Io II.
ML b/h^0.8. MO
丸制，对两主Jft
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T型截面压杆的极限承载力
白域
厂
40 ao 12D 160 200
7^7235
丸制.4O<t<0ObJS^l b/h>O.B：
扎制.t的0禺勒糖b/h>O.B -
实验设计
1.
T型截面加工示意图
70
T藪压玄件试件加工图
2.支座设计
2.支座设计
形成约束： 双向可转动 端部不可翘曲 端部不可扭转
3.应变片及位移计布置
4.承载力估算
(1)规范公式
(2)欧拉公式
—2
所测得的承载力应介于两者之间
四、 实验前准备
构件数据测量
XC
ZC
实测截面
平均值
截面1
截面2
截面3
截面咼度H
mm
80.24
80.40
80.17
80.14
截面宽度B
mm
49.66
49.62
49.74
49.63
腹板厚度Tw
mm
3.72
3.70
3.62
3.84
翼缘厚度Tf
mm
3.77
3.84
3.69
3.79
试件长度L
mm
600.00
600.00
600.00
600.00
刀口厚度
mm
36.00
计算长度Lx
mm
672.00
计算长度Ly
mm
672.00
计算长度Lw
mm
296.00
材性试验
屈服强度fy
MPa
306.77
弹性模量E
MPa
206000.00
承载力估算
将截面特性带入公式得
入X
25.78
入x_
0.3167
入y
74.06
入y_
0.9098
入B
81.36
入
0.9994
入3
100.32
入3'
1.2322
即发生弯扭失稳
欧拉公式计算的承载力
T/ 2 二 0.6586
Ne 二 Af厂 95.33KN
规范公式计算的荷载
：查表为0.4661
67.47KN
则最终承载力应为 67.47-95.33KN
正式加载前准备
检查应变片及位移计工作良好并进行预加载，预加载荷载一般为极限承 载力的30%可实现检测设备是否正常工作、检测应变片和位移计、压 紧试件，消除空隙。并且若发现初偏心过大还可进行偏心调整。
五、 正式加载
试验现象
加载初期：无明显现象，随着加载的上升，柱子的位移及应变呈线 性变化，说明构件处于弹性阶段。
接近破坏：应变不能保持线性发展，跨中截面绕弱轴方向位移急剧 增大。
破坏现象：柱子明显弯曲，支座处刀口明显偏向一侧(可能已经上 下刀口板已经碰到)，千斤顶作用力无法继续增加，试件绕弱轴方 向失稳，力不再增大位移也急剧增加，说明构件已经达到了极限承 载力，无法继续加载。卸载后，有残余应变，说明构件已经发生了
塑性变形。荷载不继续增加，而试件的变形明显增大荷载位移曲线 越过水平段，开始出现下降
构件发生弯扭失稳破坏。
破坏照片：
承载力分析
荷载一平均应变曲线
500
1CM0
1500
2000
平均应变九11门
so
706050怕30
2500
极限承载力为76.24KN,小于欧拉公式计算的承载力，大于按规范计算 的承载力。
原因分析
1） 拉公式是采用“理想弹性压杆模型”，即假定杆件是等截面直杆,
压力的作用线与截面的形心纵轴重合，材料是完全均匀和弹性
的，没有考虑构件的初始缺陷如材料不均、初始偏心及初弯曲 等的影响，但在试验中不可能保证试件没有缺陷，同时试件的 加载也不可能完全处于轴线上，故实际承载力低于欧拉公式算 得力。
2） 规范公式计算是在以初弯曲为1/1000,选用不同的界面形式， 不同的残余应力模式计算出近200条柱子曲线。并使用数理方 程的统计方式，将这些曲线分成 4组，公式采用了偏于安全的 系数，在这个过程中规范所考虑的初始缺陷影响小于此次实验， 所以实验所得的承载力值小于计算值。
增长，后承载力继续增大，两条曲线分开，试件向着 6_1所在的方向发
生弯曲凸起，最终导致破坏。
图二主要显示了扭转破坏的过程，一开始，曲线几乎没有变，后来突然 产生分支，测点所在截面处产生顺时针扭转。
综上，破坏形式为弯扭破坏
缺陷分析
可见构件与理论情况拟合较好。
六、误差分析
1.初偏心：由于制造、安装误差的存在，压杆也一定存在不同程度的 初偏心。初偏心对压杆的影响与初弯曲的十分相似， 一是压力一开
始就产生挠曲，并随荷载增大而增大；二是初偏心越大变形越大， 承载力越小； 三是无论初偏心e0多小，它的临界力Ncr永远小于 欧拉临界力 NE。
2. 残余应力：残余应力使部分截面区域提前屈服，从而削弱了构件刚 度，导致稳定承载力下降。
导致初弯曲：严格的讲，杆件不可能直，在加工、制造、运输和安装的 过程中， 不可避免的要形成不同形式、 不同程度的初始弯曲， 压力一开始就产生挠曲，并随荷载增大而增大。
导致