工字型截面轴心受压实验

工字型截面轴心受压实验

自主实验报告

实验老师： 杨 彬

实验组员： 1351078 林子昂

1350882 符徐霞 1350980 李牧遥 1350982 张宇坤 1351012 王慜彦 1351145 张 健

实验日期：2015年11月10日

《钢结构基本原理》

一、实验目的

1 ．了解工字形截面轴心受压钢构件的整体稳定实验方法，包括试件设计、实验装置设

计、测点布置、加载方式、试验结果整理与分析等。

2 ．观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式，加深对其整体稳定概念的理解。

3 ．将柱子理论承载力和实测承载力进行比较，加深对工字形截面轴心受压构件整体稳

定系数及其计算公式的理解。

二、实验原理

? 轴心受压构件整体稳定性能概述

整体失稳破坏是轴心受压钢构件的主要破坏形式。

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，仍能回复到原先的平衡状态。随着轴心压力的增加，轴心受压构件会由稳定平衡状态逐步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先的平衡位置。随遇平衡状态也称为临界状态，这时的轴

心压力称为临界压力。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。实际轴心压杆与理想轴心压杆有很大区别。实际轴心压杆都带有多种初始缺陷，如杆件的初弯曲、初扭曲、荷载作用的初偏心、制作引起的残余应力，材性的不均匀等等。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，压杆的失稳属于极值型失稳。

? 工字形截面轴心受压构件的弯曲失稳

工字形截面属于双轴对称截面，因此工字形截面轴心受压构件只可能发生弯曲失稳或扭转失稳。对于常见的非薄壁工字形截面，其截面的抗扭刚度和翘曲刚度都很大，因此不会发生扭转失稳。当构件未设置沿截面强轴的支撑时，由于工字形截面绕强轴的惯性矩大于绕弱轴的惯性矩，因此构件将发生绕弱轴的弯曲失稳。

三、实测试件几何参数

构件长度截面编号 l/cm 1 2 3 平均值 113.6 113.4 113.7 113.57 截面高H/mm 62.38 61.95 62.82 62.38 截面尺寸参数 翼缘宽度翼缘厚度B/mm tf/mm 30.84 31.24 30.90 30.99 3.09 3.23 3.23 3.18 腹板厚度tw/mm 4.0 4.0 4.0 4.0