L型柱受压构件试验

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1、L型截面轴心受压构件试验郭小农同济大学建筑工程系2011.041.理论知识1.1轴心受压构件的稳定性轴心受压构件-轴压力通过形心。整体失稳破坏-轴压构件的主要破坏形式。局部失稳破坏-当板件很薄时，可能发生局部失稳破坏。1.理论知识1.2理想压杆和实际压杆理想压杆—无缺陷构件。实际压杆—有缺陷构件。缺陷：初弯曲（对压杆承载力有何影响？）初偏心（对压杆承载力有何影响？）初扭曲（对压杆承载力有何影响？）残余应力（对压杆承载力有何影响？）1.理论知识1.3弹性微分方程和失稳形式思考—微分方程的本质是什么？？以上微分方程是根据形心轴还是剪心轴建

2、立的？弯曲失稳扭转失稳弯扭失稳1.理论知识1.4L型截面压杆的失稳形式思考：以下各类截面的压杆将发生什么失稳？1.理论知识1.4L型截面压杆的失稳形式L型截面为单轴对称截面第1个等式独立，第2、3个等式耦合有2种情况：绕x轴弯曲失稳；或绕y轴弯曲同时绕杆轴扭转的弯扭失稳。哪个长细比大，则发生那种失稳1.理论知识1.4L型截面压杆的失稳形式思考题：图示L型截面压杆，绕弱轴弯曲后，会发生哪个方向的转动？1.理论知识1.4L型截面压杆的失稳形式思考题：图示L型截面压杆，绕剪心扭转后，会发生哪个方向的弯曲？1.理论知识1.4L型截面压杆的失稳形

3、式思考：分析L型截面压杆的内力。再思考：如果轴向压力通过剪心，会发生什么失稳。继续思考：如果轴向压力通过剪心，微分方程该怎么写？1.理论知识1.5L型截面压杆的局部稳定问题三边简支板的弹性临界屈曲应力规范采用什么办法防止局部失稳？1.理论知识1.5L型截面压杆的局部稳定问题思考1：从扭转失稳机理认识局部稳定和扭转失稳之间的关系。思考2：本试验中，板件宽厚比约为20，不满足规范要求，会不会先发生局部失稳？思考3：L型截面轴心压杆的弯扭失稳总是先于局部失稳发生？思考4：类似的截面还有哪些？1.理论知识1.5L型截面压杆的局部稳定问题认识截面

4、的抗扭特性翘曲刚度——对应约束扭转扭转刚度——对应自由扭转思考：判断各类的截面的抗扭刚度1.理论知识1.6L型截面压杆的欧拉荷载绕x轴弯曲失稳绕y轴弯曲失稳绕z轴扭转失稳绕y轴弯曲同时绕z轴扭转失稳局部失稳1.理论知识1.6L型截面压杆的欧拉荷载绕x轴弯曲失稳计算长度绕z轴扭转失稳计算长度绕y轴弯曲失稳计算长度端部不能扭转也不能翘曲：1.理论知识1.6L型截面压杆的欧拉荷载绕x轴弯曲失稳长细比绕z轴扭转失稳长细比绕y轴弯曲失稳长细比弯扭失稳等效长细比上述长细比均可化为相对长细比1.理论知识1.6L型截面压杆的欧拉荷载思考1：比较L型截面

5、压杆的5种欧拉荷载随着构件长度的变化规律。思考2：比较L型截面压杆的4种长细比随着构件长度的变化规律。思考3：比较L型截面压杆和T型截面压杆的长细比的关系。思考4：杆件的长度越长，扭转效应是越大还是越小？1.理论知识1.7L型截面压杆的极限承载力有缺陷压杆的弹塑形失稳极限承载力佩利(Perry）公式欧拉公式1.理论知识1.8L型截面压杆极限承载力的规范计算公式稳定系数柱子曲线2.试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L型截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。通过试验认识

6、L型截面轴心受压柱的弯扭失稳和局部失稳之间的关系。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。3.试验设计3.1试件设计实现试验目的。考虑加载能力。考虑经济条件。试件设计：试件截面（L型截面）B×t＝80×4.0mm；试件长度：L＝300~1500mm；钢材牌号：Q235B；3.试验设计3.1试件设计3.试验设计3.1试件设计3.试验设计3.2支座设计（弯扭失稳）厚板支座；端部不可翘曲。端部不可扭转。端部不可转动。3.试验设计3.2支座设计（弯曲失稳）实现双向可转动；端部不可翘曲。端部不可扭转。双刀口

7、支座；转动能力分析。3.试验设计3.2支座设计双刀口支座3.试验设计3.3测点布置需要测试那些数据？荷载、应变、变形、转角测点数量合理。测点的布置方便控制试验过程。数据之间可以相互印证。3.试验设计3.3测点布置3.试验设计3.4承载力估算根据欧拉公式根据《钢结构设计规范》根据局部失稳临界应力采用有限元分析3.试验设计3.4承载力估算思考：欧拉荷载，实测荷载，规范曲线荷载之间会有什么关系？为什么？3.试验设计3.5制定加载制度单调加载加载初期：分级加载每级荷载约10%*Pu时间间隔约2分钟接近破坏：连续加载合理控制加载速率连续采集数据卸

8、载阶段：缓慢卸载4.试验准备4.1试件截面实测名义截面和实际截面之间有差别b×t实测3个~5个截面4.试验准备4.2材料拉伸试验试验前已经准备好弹性模量E屈服强度fy抗拉强度fu4.试验准备4.2材料拉伸试