2025年建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測與分析報(bào)告

《鋼構(gòu)造基本原理》試驗(yàn)課程作業(yè)理論課教師吳明兒試驗(yàn)日期10月21日 2- 2- 1、試件設(shè)計(jì) 3、試件對中 7- 9- 二、試驗(yàn)原理1、基本微分方程根據(jù)開口薄壁桿件理論，具有初始缺陷的軸心壓桿的彈性微分方程為：EI(θ"-0")-GI,(0°-0%)-Nx?θ"+Ny?θ"+r2N0"-RO"=02、構(gòu)件失穩(wěn)歐拉荷載等邊角鋼截面為單軸對稱截面，剪力中心在對稱軸上，設(shè)對稱軸為x軸，則有yo=0,代入上式可得：EI(v"-vo)+Nv"-Nx?θ=0(a)EI,(u"-u%)+Nu=0(b)EI(θ"-0%)-GL,(0-0%)+r2N0"-RO"=0(c)闡明等邊角鋼單軸對稱截面軸心壓桿在彈性階段工作時(shí)，其中有兩個(gè)微分方程是互相聯(lián)立的，即在y方向彎曲產(chǎn)生變形v時(shí)，必然伴隨扭轉(zhuǎn)變形θ,反之亦然。這種形式的失穩(wěn)稱為彎扭失穩(wěn)。而式(b)仍可獨(dú)立求解，因此單軸對稱截面軸心壓桿在對稱截面內(nèi)失穩(wěn)時(shí)，仍為彎曲失穩(wěn)。對于理想壓桿，由于荷載通過剪力中心因此不會(huì)發(fā)生彎扭失穩(wěn)。繞Y軸彎曲失穩(wěn)：等邊角鋼壓桿的計(jì)算長度和長細(xì)比為：繞Y軸彎曲失穩(wěn)計(jì)算長度：loy=μl%,長細(xì)比λ,=l?,/i,長細(xì)比可化為相對長細(xì)比：3、穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式H字型截面壓桿的彎曲失穩(wěn)極限承載力：根據(jù)歐拉公式再由公可算出軸心壓桿的穩(wěn)定性系數(shù)。當(dāng)元≤0.215,1bb曲線c曲線口X壬壬COφd0三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)：轉(zhuǎn)動(dòng)能力分析刀口詳圖槽口詳圖單刀口詳圖(2)支座設(shè)計(jì)原理雙刀口支座由3塊鋼板構(gòu)成，中間一塊鋼板上表面開有橫槽，下表面開有縱槽；上鋼板則設(shè)有一道橫刀口，下鋼板設(shè)有一道縱刀口。將這3塊鋼板和在一起就構(gòu)成了雙刀口支座，它在兩個(gè)方向都能很好的轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)支座模擬的邊界條件實(shí)現(xiàn)雙向可滑動(dòng)，模擬為雙向鉸支座。(1)應(yīng)變片、位移計(jì)布置圖yy各物理量含義跨中位移(如圖)跨中應(yīng)變(如圖)(1)加載方式——千斤頂單調(diào)加載本試驗(yàn)中的時(shí)間均采用豎向放置。采用油壓千斤頂和反力架施加豎向荷載。加載階段：緩慢持續(xù)加載卸載階段：緩慢卸載。(2)加載裝置圖千斤頂千斤頂千斤頂在雙刀口支座上產(chǎn)生的具有一定面積的集中荷載通過刀口施加到試件上，成為近似的線荷載，在弱軸平面內(nèi)是為集中于軸線上的集中力。(4)加載裝置模擬的荷載條件兩端鉸接的柱承受豎直軸心壓力荷載。等邊角鋼的物理參數(shù)測量表序號(hào)寬度b(mm)厚度t(mm)長度1(mm)123456789??實(shí)際截面性質(zhì)：實(shí)際截面性質(zhì)回轉(zhuǎn)半徑iy長細(xì)比λ回轉(zhuǎn)半徑ix長細(xì)比λ2、材料拉伸試驗(yàn)：給出屈服強(qiáng)度、彈性模量豎向放置——軸心受壓——幾何對中——應(yīng)變對中試加載，根據(jù)應(yīng)變片的應(yīng)變讀數(shù)判斷與否對中并調(diào)整。檢查測點(diǎn)應(yīng)變片和位移計(jì)與否正常工作，并確定位移計(jì)的正負(fù)方向。5、采用實(shí)測截面和實(shí)測材料特性進(jìn)行承載力計(jì)算歐拉公式計(jì)算∴只需計(jì)算a規(guī)范公式計(jì)算查表得知為b類截面，則a?=0.965,α?=0.300N=φAf,=0.2173×197.74×355.40=15.27kN綜上，理論上承載力應(yīng)當(dāng)在15.27~18.06kN之間。五、試驗(yàn)成果初步分析(1)加載初期：無明顯現(xiàn)象，伴隨加載的上升，柱子的位移及應(yīng)變呈線性變化，闡明構(gòu)件處在彈性階段。(2)靠近破壞：應(yīng)變不能保持線性發(fā)展，跨中截面繞弱軸方向位移急劇增大。(3)破壞現(xiàn)象：柱子明顯彎曲，支座處刀口明顯偏向一側(cè)(也許已經(jīng)上下刀口板已經(jīng)碰到),千斤頂作用力無法繼續(xù)增長，試件繞弱軸方向失穩(wěn)，力不再增大位移也急劇增長，闡明構(gòu)件已經(jīng)到達(dá)了極限承載力，無法繼續(xù)加載。卸載后，有殘存應(yīng)變，闡明構(gòu)件已經(jīng)發(fā)生了塑性變形。(4)破壞模式：繞弱軸彎曲失穩(wěn)破壞。(5)破壞照片：荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線64—CH12_物理量2—CH0應(yīng)變(10-6)實(shí)測極限承載大小為140.265kN。1)和歐拉公式比較：實(shí)測值不不小于歐拉荷載282.85kN2)和規(guī)范公式比較：實(shí)測值不小于規(guī)范得出的極限荷載115.45kN。因?qū)崪y極限承載力為140.265kN,不不小于歐拉荷載，不小于規(guī)范公式計(jì)算成果。1)歐拉公式是采用“理想彈性壓桿模型”,即假定桿件是等截面直桿，壓力的作用線與截面的形心縱軸重疊，材料是完全均勻和彈性的，沒有考慮構(gòu)件的初始缺陷如材料不均、初始偏心及初彎曲等的影響，但在試驗(yàn)中不也許保證試件沒有缺陷，同步試件的加載也不也許完全處于軸線上，故實(shí)際承載力低于歐拉公式算得力。2)規(guī)范公式計(jì)算是在以初彎曲為1/1000,選用不一樣的界面形式，不一樣的殘存應(yīng)力模式計(jì)算出近200條柱子曲線。并使用數(shù)理方程的記錄方式，將這些曲線提成4組，公式采用了偏于安全的系數(shù)，在這個(gè)過程中規(guī)范所考慮的初始缺陷影響不不小于本次試驗(yàn)，因此試驗(yàn)所得的承載力值不不小于計(jì)算值。1、初偏心：由于制造、安裝誤差的存在，壓桿也一定存在不一樣程度的初偏心。初偏心對壓桿的影響與初彎曲的十分相似，一是壓力一開始就產(chǎn)生撓曲，并隨荷載增大而增大；二是初偏心越大變形越大，承載力越小；三是無論初偏心e?多小，它的臨界力Ncr永遠(yuǎn)不