同济大学钢结构实验报告——T型柱受压

1、 T 型柱受压构件试验1551924张舒翔实验目的1. 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。2. 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. 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 数计算公式的理解。实验原理1. 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2. 基本微分方程而对于T型截面，Xo=O,Ym 0,得到EIxvv0Nv0EIyuu0NuNy00EI0GIt02Nx0v Ny0u r0 N03. 长细比计算4. T 型截面的欧拉荷载5. T 型截面

2、压杆的极限承载力实验设计1. T 型截面加工示意图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)欧拉公式所测得的承载力应介于两者之间四、实验前准备1. 构件数据测量2. 承载力估算将截面特性带入公式得 即发生弯扭失稳(1)欧拉公式计算的承载力1/0.6586NeAfy95.33KN(2)规范公式计算的荷载查表为NcrAfy 67.47KN3. 则最终承载力应为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

3、。并且若发现初偏心过大还可进行偏心调整。五、正式加载1. 试验现象(1) 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。(2) 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。(3) 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(4) 构件发生弯扭失稳破坏。

4、(5) 破坏照片：2. 承载力分析极限承载力为， 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 l/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

5、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。3. 破坏分析图一主要显示了弯曲破坏过程，一开始随着荷载的增大，两者均呈线性 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4. 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。3.