薄壁矩形管受压柱的局部稳定试验报告.docx
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1、钢结构基本原理课程实验报告OR+、母TONGJIUNIVERSITY薄壁矩形管受压构件局部稳定实验报告试验名称薄壁矩形管受压柱的局部稳定试验试验课教师周锋姓名汪凡学号1251051联系方式1Iwangfan理论课教师吴明儿期2014年11月4日钢结构基本原理实验报告一-薄壁矩形管受压构件局部稳定实验姓名:汪凡学号:1251051一、 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 .通过试验观察薄壁构件的局部失稳现象。3 .通过试验观察薄壁构件的屈曲后性能。4 .通过试验观察薄壁构件板组约束现象。5 .将理论承载力和实测承载力进行对比,
2、验证薄壁构件局部屈曲临界压力和屈曲后承载力的计算公式。二、 实验原理2.1 轴心受压实腹式构件局部失稳临界力的准则轴心受压实腹式构件局部失稳临界力的准则有两种:一种是不允许出现局部失稳,板件受到的临界应力。应小于局部失稳的临界应力。cr,。仃;另一种是允许出现局部失稳,并利用板件屈曲后的强度,要求板件受到的轴力N应小于板件发挥屈曲后强度的极限承载力Nu,Nl)图1矩形薄板的屈曲根据弹性理论,板在纵向均布压力作用下,板中面的屈曲平衡微分方程为dwc3卬v.w八以苏+2旅尸谈)+M*=。式中D一一板的单位宽度的抗弯刚度,12(13)U钢材的泊松比。对于简支矩形板,方程的解W可用下列双重三角级数表示
3、:nx.nvSUlab上式满足四个简支边上挠度和弯矩均为零的边界条件,式中m为X方向的半波数,n为y方向的半波数,a和b分别为板的长度和宽度。将代入式,可得NX的临界值NXCr,NXeTDJttb 。、2b2ymb当n=l时,临界力NXCr最小。物理意义是:当板屈曲时,沿y轴方向只有一个半波。因此临界力为式中,k为板的稳定系数,对于均匀受压的简支矩形板,mba二F+/取X方向半波数m=l,2,3,4等,可得到图2所示k与a/b的关系曲线。其物理意义是:当板屈曲时,沿y轴方向总是有k为最小值的半波数。如当a/b时,板屈曲成一个半波;当或a/b历时,板屈曲成二个半波;当a/b1时,k值没有多大变化
4、,差不多都等于4。因此,对于纵向均匀受压的简支矩形板可取Z=4o将代入式得临界应力表达式-vxa12(l-2)(b ,2.2板组约束对弹性屈曲荷载的影响截面由多块板件组成,故应考虑板组间的约束因素。即k值应包括板组间的约束系数C对箱形截面,有0.38-(tct0by片=(2+)?10二+32.3矩形四边简支班屈曲后的性能由于板屈曲后板面内有横向的薄膜张力,其对板的进一步弯曲起约束作用,使板件能够继续承受更大的压力。尹Jy图3板屈曲后,板面内应力分布规律板屈曲后强度的计算可以采用有效宽厚比计算。有效宽度的计算采用经验公式;(1-0.22;)aAo其中瓦一一板间的有效宽度;b板件的实际宽度;e一一
5、板件采用有效宽度时的应力;板件失稳时的稳定系数。三、试件设计Bl我而锢试件实测几何参数和力学性能:名义截面和实测截面有差别,实测3各截面:实测截面单位平均值截面1截面2截面3截面宽度Blmm99.4099.3399.2099.67截面宽度B2mm199.73199.60199.40200.20板厚Tlmm2.482.482.512.46板厚T2mm2.472.472.432.52板厚T3mm2.482.482.512.46板厚T4mm2.472.472.432.52平均板厚Tmm2.48试件长度Lmm400.10400.10400.10400.10拉伸实验测量钢材力学性能:材性试验单位屈服强度
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