1、3.2 支 座 设 计（1）双 刀 口 支 座 实 现 双 向 可 动 ， 如 下 图3.3 测 点 布 置（1） 应 变 片 、 位 移 计 布 置 图（2） 测 点 、 通 道 对 应 表 ：应变片实际测点编号位移计实际测点编号7-1 42-1 D1 31-1 7-2 42-2 D2 31-2 7-3 42-3 D3 31-3 7-4 42-4 注：31-7为 荷 载（3） 应 变 片 和 位 移 计 布 置 原 理 。构 件 跨 中 截 面 布 置 了 应 变 片 和 位 移 计 。考 虑 到 构 件 是 双 轴 对 称 截 面 ，所 以 会 沿 弱 轴 失 稳 ，将 应 变 片 贴 在
2、 翼 缘 两 端 ， 将 位 移 计 接 在X,Y轴 上 。3.4 加 载 制 度（1） 加 载 方 式 千 斤 顶 单 调 加 载本 试 验 中 单 调 加 载 ，采 用 油 压 千 斤 顶 和 反 力 架 施 加 竖 向 荷 载 。加 载 初 期 分 级 加 载 ，每级荷载约10%Pu， 时 间 间 隔 约2min， 接 近 破 坏 时 连 续 加 载 。 试 验 中 合 理 控 制 加 载 速 率 ， 连 续 采集 数 据 ， 最 后 卸 载 阶 段 缓 慢 卸 载 。（2） 加 载 装 置 图（3） 加 载 原 理千 斤 顶 在 双 刀 口 支 座 上 产 生 的 具 有 一 定 面
3、积 的 集 中 荷 载 通 过 刀 口 施 加 到 试 件 上 ，成为近似 的 线 荷 载 ， 在 弱 轴 平 面 内 是 为 集 中 于 轴 线 上 的 集 中 力 。（4） 加 载 装 置 模 拟 的 荷 载 条 件两 端 铰 接 的 柱 承 受 竖 直 轴 心 压 力 荷 载 。3.5 实 验 结 果 预 分 析（1） 欧 拉 临 界 力 计 算 ：根 据 实 验 理 论 欧 拉 临 界 力 计 算 公 式 ， 可 以 计 算 得 到 ：KNEANMPaMPafmmAyyxyxyxy62.11691.10752.5752060002797.0,9469.03255.1,3597.091.
4、107,28.29;206000E,77.306,62.668222Ex2取（2）钢 结 构 规 范 计 算 极 限 承 载 力 ：KNAfNafycrdyyy37.5777.30662.6682797.07972.013255.141.011cr2则 规 范 求 得 极 限 承 载 力，计 算 得 稳 定 系 数类 截 面 ，判 断 为其 中 该 界 面 失 稳 形 态 ，取 相 对 长 细 比四 、 实 验 现 象 及 数 据 处 理4.1 实 验 现 象H型 截 面 柱 发 生 弯 扭 失 稳 ： 荷 载 较 小 时 ， 截 面 呈 均 匀 受 压 ， 随 着 荷 载 的 不 断 增 大
5、 ， 截 面腹 板 悬 臂 处 首 先 偏 离 原 平 衡 位 置 ， 向 左 偏 移 ，S1、S2处 压 应 力 逐 渐 变 成 拉 应 力 ， 直 到 荷 载 达到 实 际 极 限 荷 载 值 ，构 件 整 体 发 生 逆 时 针 向 左 弯 曲 扭 转 变 形 ，失 去 承 载 能 力 ，发 生 整 体 稳 定破坏。4.2 数 据 处 理根 据 测 得 数 据 ， 可 以 绘 制 测 点 荷 载位 移 图 以 及 荷 载 应 变 图 ， 如 下 ：实 验 数 据 表 明,H型 截 面 柱 发 生 整 体 失 稳 的 实 际 临 界 荷 载 为81.97KN。五 、 实 验 结 果 分 析
6、实 测 极 限 承 载 力 小 于 欧 拉 荷 载 、 大 于 规 范 公 式 计 算 结 果 ， 分 析 承 载 力 产 生 差 异 的 原 因 ：1） 欧 拉 公 式 是 采 用 “理 想 弹 性 压 杆 模 型 ”， 即 假 定 杆 件 是 等 截 面 直 杆 ， 压 力 的 作 用 线与 截 面 的 形 心 纵 轴 重 合 ， 材 料 是 完 全 均 匀 和 弹 性 的 ， 没 有 考 虑 构 件 的 初 始 缺 陷 如 材 料 不 均 、初 始 偏 心 及 初 弯 曲 等 的 影 响 ，这 些 初 始 缺 陷 使 轴 心 压 杆 在 受 力 一 开 始 就 会 出 现 弯 曲 变 形
7、 ，压杆 的 失 稳 呈 极 值 型 失 稳 。2） 欧 拉 公 式 讨 论 范 围 仅 在 于 杆 件 的 弹 性 稳 定 ， 没 有 考 虑 杆 件 非 弹 性 稳 定 状 态 。3）钢 结 构 规 范 设 计 的 极 限 承 载 力 是 在 以 初 弯 曲 为l/1000,选 用 不 同 的 界 面 形 式 ，不 同 的残 余 应 力 模 式 计 算 出 近200条 柱 子 曲 线 ， 并 使 用 数 理 方 程 的 统 计 方 式 ， 将 这 些 曲 线 分 成4组，公 式 采 用 了 偏 于 安 全 的 系 数 ，在 这 个 过 程 中 规 范 所 考 虑 的 初 始 缺 陷 影 响
8、 大 于 此 次 实 验 ，所以实 验 所 得 的 承 载 力 值 大 于 计 算 值 。深入分析：1） 初 偏 心 ： 由 于 制 造 、 安 装 误 差 的 存 在 ， 压 杆 也 一 定 存 在 不 同 程 度 的 初 偏 心 。 初 偏 心对 压 杆 的 影 响 与 初 弯 曲 的 十 分 相 似 ，一 是 压 力 一 开 始 就 产 生 挠 曲 ，并 随 荷 载 增 大 而 增 大 ；二是 初 偏 心 越 大 变 形 越 大 ，承 载 力 越 小 ；三 是 无 论 初 偏 心 多 小 ，它 的 临 界 力 永 远 小 于 欧 拉 临 界力。2） 残 余 应 力 ： 残 余 应 力 使
9、 部 分 截 面 区 域 提 前 屈 服 ， 从 而 削 弱 了 构 件 刚 度 ， 导 致 稳 定 承载力下降。3） 初 弯 曲 ： 严 格 的 讲 ， 杆 件 不 可 能 直 ， 在 加 工 、 制 造 、 运 输 和 安 装 的 过 程 中 ， 不 可 避免 的 要 形 成 不 同 形 式 、不 同 程 度 的 初 始 弯 曲 ，导 致 压 力 一 开 始 就 产 生 挠 曲 ，并 随 荷 载 增 大 而增大。六 、 实 验 结 论钢 结 构 轴 心 受 压 杆 件 的 整 体 稳 定 总 是 先 于 强 度 破 坏 发 生 ， 在 荷 载 未 达 到 强 度 设 计 值 之前 ， 构 件 已 经 偏 离 原 来 的 平 衡 位 置 发 生 倒 塌 。 稳 定 极 限 承 载 力 大 约 是 强 度 极 限 值 的1/3，多以 在 钢 结 构 设 计 过 程 中 ， 要 特 别 重 视 轴 心 受 压 构 件 的 整 体 稳 定 性 。
