钢结构演示实验报告.doc

精品文档H型截面受弯构件试验实验报告姓 名： 居玥辰学 号： 1450711专 业： 土木工程专业组 别： H 梁-1实验教师： 王伟理论教师： 吴明儿1 欢迎下载精品文档1．试验目的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 H型截面受弯构件的失稳过程和失稳模式将理论极限承载力和实测承载力进行对比， 验证弹性临界弯矩公式和规范计算公式2．试验原理2.1 受弯构件的主要破坏形式截面强度破坏： 即随着弯矩的增大， 截面自外向内逐渐达到屈服点，截面弹性核逐渐减小， 最后相邻截面在玩具作用下几乎可以自由转动， 此时截面即达到了抗弯承载力极限， 发生强度破坏；另外若构件剪力最大处达到材料剪切屈服值， 也视为强度破坏整体失稳：单向受弯构件在荷载作用下， 虽然最不利截面的弯矩或者与其他内力的组合效应还低于截面的承载强度， 但构件可能突然偏离原来的弯曲变形平面，发生侧向挠曲或者扭转，即构件发生整体失稳局部失稳：如果构件的宽度与厚度的比值太大， 在一定荷载条件下，会出现波浪状的鼓曲变形，即局部失稳；局部失稳会恶化构件的受力性能，是构件的承载强度不能充分发挥。

2.2 基本微分方程距端点为 z 处的截面在发生弯扭失稳后， 截面的主轴和纵轴的切线方2 欢迎下载精品文档向与变形前坐标轴之间产生了一定的夹角， 把变形后截面的两主轴方向和构件的纵轴切线方向分别记为 ， ， ，则：；；；或： ；；；第一式是绕强轴的弯曲平衡方程，仅是关于变位 的方程，后两式则是变位 和 的耦连方程，表现为梁整体失稳的弯扭变形性质2.3 弯扭失稳的临界荷载值（ 1）弹性屈曲范围由上述基本微分方程可求得纯弯梁的弯扭屈曲临界弯矩公式，即：又由 绕 y 轴弯曲失稳绕 z 轴扭转失稳3 欢迎下载精品文档可推得：考虑支撑条件的变化：其中： 和 为支撑条件决定的系数考虑荷载作用方式的变化：其中： 为荷载作用方式系数，纯弯曲时取 1.0 ；满跨均布荷载时取1.13 ；跨中中央一点集中荷载时取 1.35 ；两端作用等值反向弯矩时取 2.65 考虑截面形式变化：其中： a 为横向荷载作用点到截面剪力中心的距离；为反映截面不均匀程度的参数；、 为与荷载类型有关的截面系数，纯弯是分别为 0 和 1 ；满跨均布时分别取 0.46 和 0.53; 跨中中央一点集中荷载时分别取 0.55 和 0.40 。

2）非弹性屈曲（ ） （ ） ）（ ） ）4 欢迎下载精品文档其中：（ ） 、（ ） 、 均为考虑塑性影响的截面有效刚度；为考虑沿构件轴向应力对扭转影响的系数；2.4 稳定系数计算公式规范规定，受弯构件稳定系数计算公式如下：3. 试验设计3.1 试件设计考虑的因素： 实现试验目的、考虑加载能力、考虑经济条件试件材质： 钢材 Q235B试件描述： H型截面 H×B×tw×tf ＝100×40×4.0 ×4.0mm试件加工图和照片5 欢迎下载精品文档3.2 支座设计模拟的边界条件： 端部可绕强轴自由转动、端部可绕弱轴自由转动、端部不可扭转、端部可以自由翘曲；设计原理： 水平方向用双刀口夹紧试件上下翼缘的侧边，从而可以起到限制梁的侧向位移，但允许绕强轴转动的条件；竖向梁端部搁置在支座上，可以自由转动，但无法发生扭转及竖向位移，从而达到模拟简支梁的效果支座简图及照片：6 欢迎下载精品文档3.3 测点布置应变片和位移计布置原理： 需要测量的数据： 荷载、应变、变形、转角；测点数量应该合理（考虑数据的必要性以及可以利用的通道数等）；测点的布置应该方便控制试验过程； 数据之间应该可以相互印证应变片布置图 位移计布置图3.4 加载装置设计加载原理： 逐级在吊篮上添加质量块，使上述重量通过吊篮设备传至简支梁跨中部位，形成集中荷载；加载装置所模拟的荷载条件： 两端铰支梁在跨中作用集中荷载加载方式： 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，连续采集数据卸载阶段：缓慢卸载。

7 欢迎下载精品文档加载装置图：3.5 根据实测截面和实测材料特性估算承载力根据弹性理论McrLP 即 Pcr4 M cr4crL（1）若按铰接计算，求得：Pcr 2.612kN(266.53kg)（2）若按刚接计算，求得：Pcr 6.018kN(614.13kg)根据《钢结构设计规范》8 欢迎下载精品文档（1）若按铰接计算，求得：Pcr 1.988kN(202.86kg)（2）若按刚接计算，求得：Pcr 5.482kN(559.35kg)3.6 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 时间间隔约为 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载阶段： 缓慢卸载4. 试验准备4.1 实测试件截面实测截面图如图所示所测数据如下表所示9 欢迎下载精品文档实测截面平均值截面 1截面 2截面 3截面高度 Hmm120.07119.90120.00120.30截面宽度 Bmm35.1335.1035.5034.80腹板厚度2.732.72.53.00Twmm翼缘厚度3.002.803.103.10Tfmm试件长度 Lmm2270.002270.002270.002270.00试件跨度mm2270.00材性试验屈服强度267.00fyMPa弹性模量 EMPa206000.00拉断强度402.00fuMPa4.2 试件拉伸试验。

10 欢迎下载精品文档试件编号屈服强度拉伸强度延伸率（ %）127941231227640532326139532426839832525539134626240532平均值267402324.3 设备标定（已完成）需要标定的设备： 千斤顶、油压传感器、位移计、应变片、数据采集板4.4 检查测点逐个检查测点是否工作正常4.5 试件对中主要步骤： 水平放置、几何对中、应变对中4.6 预加载检查设备是否工作正常检查应变片和位移计11 欢迎下载精品文档压紧试件，消除空隙预加载荷载一般为极限承载力的 30%5. 开始试验5.1 正式加载分级加载后连续加载绘制荷载 - 位移实时曲线绘制荷载 - 应变实时曲线5.2 判断极限承载力承载力极限状态确定方法荷载不继续增加，而试件的变形明显增大荷载位移曲线越过水平段，开始出现下降5.3 卸。