2025年建筑钢结构检测与分析报告

《钢构造基本原理》试验课程作业理论课教师吴明儿试验日期10月21日 2- 2- 1、试件设计 3、试件对中 7- 9- 二、试验原理1、基本微分方程根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为：EI(θ"-0")-GI,(0°-0%)-Nx₀θ"+Ny₀θ"+r²N0"-RO"=02、构件失稳欧拉荷载等边角钢截面为单轴对称截面，剪力中心在对称轴上，设对称轴为x轴，则有yo=0,代入上式可得：EI(v"-vo)+Nv"-Nx₀θ=0(a)EI,(u"-u%)+Nu=0(b)EI(θ"-0%)-GL,(0-0%)+r²N0"-RO"=0(c)阐明等边角钢单轴对称截面轴心压杆在弹性阶段工作时，其中有两个微分方程是互相联立的，即在y方向弯曲产生变形v时，必然伴随扭转变形θ,反之亦然。这种形式的失稳称为弯扭失稳。而式(b)仍可独立求解，因此单轴对称截面轴心压杆在对称截面内失稳时，仍为弯曲失稳。对于理想压杆，由于荷载通过剪力中心因此不会发生弯扭失稳。绕Y轴弯曲失稳：等边角钢压杆的计算长度和长细比为：绕Y轴弯曲失稳计算长度：loy=μl%,长细比λ,=l₀,/i,长细比可化为相对长细比：3、稳定性系数计算公式H字型截面压杆的弯曲失稳极限承载力：根据欧拉公式再由公可算出轴心压杆的稳定性系数。当元≤0.215,1bb曲线c曲线口X壬壬COφd0三、试验设计：转动能力分析刀口详图槽口详图单刀口详图(2)支座设计原理双刀口支座由3块钢板构成，中间一块钢板上表面开有横槽，下表面开有纵槽；上钢板则设有一道横刀口，下钢板设有一道纵刀口。将这3块钢板和在一起就构成了双刀口支座，它在两个方向都能很好的转动。(3)支座模拟的边界条件实现双向可滑动，模拟为双向铰支座。(1)应变片、位移计布置图yy各物理量含义跨中位移(如图)跨中应变(如图)(1)加载方式——千斤顶单调加载本试验中的时间均采用竖向放置。采用油压千斤顶和反力架施加竖向荷载。加载阶段：缓慢持续加载卸载阶段：缓慢卸载。(2)加载装置图千斤顶千斤顶千斤顶在双刀口支座上产生的具有一定面积的集中荷载通过刀口施加到试件上，成为近似的线荷载，在弱轴平面内是为集中于轴线上的集中力。(4)加载装置模拟的荷载条件两端铰接的柱承受竖直轴心压力荷载。等边角钢的物理参数测量表序号宽度b(mm)厚度t(mm)长度1(mm)123456789⊗⊗实际截面性质：实际截面性质回转半径iy长细比λ回转半径ix长细比λ2、材料拉伸试验：给出屈服强度、弹性模量竖向放置——轴心受压——几何对中——应变对中试加载，根据应变片的应变读数判断与否对中并调整。检查测点应变片和位移计与否正常工作，并确定位移计的正负方向。5、采用实测截面和实测材料特性进行承载力计算欧拉公式计算∴只需计算a规范公式计算查表得知为b类截面，则a₂=0.965,α₃=0.300N=φAf,=0.2173×197.74×355.40=15.27kN综上，理论上承载力应当在15.27~18.06kN之间。五、试验成果初步分析(1)加载初期：无明显现象，伴随加载的上升，柱子的位移及应变呈线性变化，阐明构件处在弹性阶段。(2)靠近破坏：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(也许已经上下刀口板已经碰到),千斤顶作用力无法继续增长，试件绕弱轴方向失稳，力不再增大位移也急剧增长，阐明构件已经到达了极限承载力，无法继续加载。卸载后，有残存应变，阐明构件已经发生了塑性变形。(4)破坏模式：绕弱轴弯曲失稳破坏。(5)破坏照片：荷载-应变关系曲线64—CH12_物理量2—CH0应变(10-6)实测极限承载大小为140.265kN。1)和欧拉公式比较：实测值不不小于欧拉荷载282.85kN2)和规范公式比较：实测值不小于规范得出的极限荷载115.45kN。因实测极限承载力为140.265kN,不不小于欧拉荷载，不小于规范公式计算成果。1)欧拉公式是采用“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叠，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，但在试验中不也许保证试件没有缺陷，同步试件的加载也不也许完全处于轴线上，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,选用不一样的界面形式，不一样的残存应力模式计算出近200条柱子曲线。并使用数理方程的记录方式，将这些曲线提成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不不小于本次试验，因此试验所得的承载力值不不小于计算值。1、初偏心：由于制造、安装误差的存在，压杆也一定存在不一样程度的初偏心。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永远不