工字形截面轴压构件整体稳定实验

1、工字形截面轴压构件整体稳定实验实验名称：工字形截面轴压构件整体稳定实验实验日期：2015年12月5日实验目的：掌握钢构件实验方法，包括试件设计、加载装置设计、实验结果整理等；观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式；将理论极限承载力和实测值进行比较，加深对轴心受压构件极限承载力的理解；分析思考极限承载力的影响因素。实验原理：轴心受压构件在轴心压力较小时处于稳定平衡状态，如有微小干扰力使其偏离平衡位置，则在干扰力除去后仍能回复原来的平衡状态。随着轴心压力的增加，轴心受压构件会由稳定平衡状态过渡到随遇平衡状态，这时如有微小干扰力使其偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能回复到原

2、来的平衡位置。当轴心压力超过临界压力后，构件就不能维持平衡而失稳破坏（弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳）。实验器材：实验器材统计表编号名称单组实验数量备注微机控制电液伺服压力实验机1工字形截面 150×100×8×101长1500mm Q345200×20×200钢板2Q345注：表中未注明单位均为mm工字形截面轴压构件整体试件图1 工字形截面轴压柱正立面图图2 工字形截面轴压柱侧立面图图3 工字形截面轴压柱横截面实验过程及结果;Step1 试件安装：将轴心抗压柱固定在微机控制电液伺服压力实验机，注意将轴心尽可能对准，为了防止轴心抗压破坏后柱子迸出

3、，用绳子将柱子系住绑在微机控制电液伺服压力实验机。Step2 根据构件两端固定条件，记录L0x L0yL0x =1540 L0y=770Step3 试件加载：启动压力机对试件进行加载，在电脑上观察曲线。加载工况及结果记录时刻载荷位移现象1初始时刻00不发生弯曲2弯曲时刻870KN6.098发生弯曲实验结果及思考1、 描述轴心受压柱失稳模式并解释原因；对轴心受压构件而言，失稳模式有弯曲失稳，扭转失稳和弯扭失稳。对于一般双轴对称截面的轴心受压构件，可能绕截面的两个对称轴发生弯曲屈曲；但是对于抗扭刚度和抗翘曲刚度很弱的轴心受压构件，双轴对称十字形截面轴心受压构件，除了可能发生绕两个水平对称轴弯曲失稳

4、外，还可能发生绕纵轴的扭转失稳；对单轴对称的轴心受压构件，T形截面轴心受压构件，可能发生绕对称轴弯曲变形的同时伴有扭转变形的弯扭失稳。轴心受压构件以什么样的形式失稳主要取决于截面的形状和几何尺寸，杆件长度和杆端的连接条件。2、由已知条件查表求构件整体稳定系数及整体失稳时对应的承载力；已知截面为150×100×8×10，计算长度l0=1540mm惯性矩Iy=1/12×8×130³+2×100×10×70²+1/12×2×100×1000=1128.1cm4则i=(Iy

5、/A)0.5=61mm =l0/i=25.26实验所用截面为b类截面则(310/235)0.5=29 则=0.939 极限承载时N=Af=0.939×3040×310=884.9kN故：=0.939 N=884.9kN3、 将实验值同理论值进行比较并分析原因；实验中实测理论值为878kN，比理论计算值884.9kN稍微小一点。因为构件加载时可能不是完全的轴心受压，存在一些初偏心另外加载过程中也可能由于材料制作过程中的误差，加载速率，残余应力等的影响导致实测值变小。4、 分析思考极限承载力的影响因素。长细比：长细比越大，构件越细长，失稳临界承载力越低。残余应力：包括纵向残余应力和横向残余应力两种，纵向残余应力影响较大初弯曲和初偏心：由于方向不同的可能性两者既可以叠加，也可以抵消，当两者抵消时，结构极限承载力增大，当两者叠加时，会极大削弱承载力实验心得:作为一个验证性实验，但是对于相同的材料相同的实验得出的结果也是有着不同的差别。在实验中我们要学会分析数据，和产生不同数据的结果比如由于残余应力，初偏心等产生的误差。在实验过程中，我们要能