钢结构实验报告

L ENGINEERING

《钢结构基本原理》试验课程作业

H型柱轴心受压试验报告

试验名称等边角钢轴心受压整体稳定试验小组成员

理论课教师吴明儿

试验日期 2014年10月21日

一、试验目的 .............................................................................................................................. - 2 - 二、实验原理 .............................................................................................................................. - 2 -

1、基本微分方程 ................................................................................................................ - 2 - 2、扭转失稳欧拉荷载 ........................................................................................................ - 2 - 3、稳定性系数计算公式 .................................................................................................... - 3 -

4、柱子曲线 ............................................................................................................ - 3 - 三、实验设计： .......................................................................................................................... - 4 - 1、试件设计 ........................................................................................... 错误！未定义书签。 2、支座设计 ........................................................................................................................ - 4 - 3、测点布置 ....................................................................................................................... - 5 - 4、加载装置设计 ............................................................................................................... - 5 - 四、实验准备 .............................................................................................................................. - 6 -

1、试件截面实测 ................................................................................................................ - 6 - 2、材料拉伸试验：给出屈服强度、弹性模量 ................................................................ - 7 - 3、试件对中 ........................................................................................................................ - 8 - 4、测点检查 ........................................................................................................................ - 8 - 5、采用实测截面和实测材料特性进行承载力计算 ........................................................ - 8 - 五、试验结果初步分析 .............................................................................................................. - 9 -

1、试验现象 ........................................................................................................................ - 9 - 2、荷载-应变曲线 ............................................................................................................ - 10 - 3、荷载-位移曲线； ........................................................................................................ - 10 - 4、实测极限承载力比较 .................................................................................................. - 11 - 6、分析试验结果和理论值之间的差异，分析产生这种差异的原因 .......................... - 11 - 六、试验结果深入分析 ............................................................................................................ - 11 -

一、试验目的

（1）通过实验掌握钢构件的实验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、实验结果整理等方法；

（2）通过实验观察等边角钢截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式；

（3）研究等边角钢轴心受压柱应力应变关系；体会等边角钢轴心受压柱实际承载力与理论承载力之间的区别。

（4）将理论极限承载力和实测承载力进行对比，验证轴心受压构件的柱子曲线。

二、实验原理

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：

EIx(vIVv0)Nv''Nx0''0

IVEIy(uIVu0)Nu''Ny0''0

EI(IV0IV)GIt(''0'')Nx0''Ny0''r02N''R''0

2、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 y0 0，代入上式可得：

IVEIx(vIVv0)Nv''Nx0''0 (a)

IVEIy(uIVu0)Nu''0

(b)

(c)

EI(IV0IV)GIt(''0'')r02N''R''0

说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相互联立的，即在y方向弯曲产生变形v时，必定伴随扭转变形，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。欧拉公式：

对于理想压杆，由于荷载通过剪力中心所以不会发生弯扭失稳。绕Y轴弯曲失稳：NEy

2EIy

l02y

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：

l0yyl0，长细比yl0y/iy

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：

fy2E2EA

根据欧拉公式NEw

得Ew22 2

www佩利公式：cr再由公式

fy(10)Ex

cr

可算出轴心压杆的稳定性系数。

4、柱子曲线