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岩土研究院

焊接箱形截面柱试验概况

335 2021-07-07 14:56:39

通过对 460MPa 和 960MPa 两种高强度钢材焊接箱形截面短柱的轴压试验,研究板件宽厚比、钢材屈服强度、板件间相互约束作用对构件局部屈曲承载力和局部屈曲后极限承载力的影响,分析构件局部屈曲对于截面承载力、构件轴压刚度和板件面外刚度的影响,验证有限元数值模型,进行各影响因素的参数分析,对比试验、数值计算结果和国内外现有规范相关设计计算结果,最终得到可靠、合理的设计计算方法。

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箱形试件局部几何初始缺陷的测量结果如表4-42 所示。可以看出,箱形试件板件的局部几何初始缺陷与试件实测截面宽度 B的最大比值为1/294(试件 B-960-4),小于《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001 规定的焊接箱形截面试件板件经加工矫正后的允许偏差 B/200。

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轴心受压试验的加载装置同 4.2 节,如图 4-17 所示。试验机上加载端为球铰千斤顶,最大荷载为 20000kN,对试件施加竖向集中荷载,下加载端为刚性承台。试件的两端在加工时均按照《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001的要求切平,以使与端板顶紧。上、下端板均采用40mm 厚 O345 钢材制成,为了不约束试件在加载端的转动,试件与端板之间没有作固定连接处理。

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加载前,为了保证试件端面几何中心与加载中心重合,采用了物理对中方法,即∶ 在下端板的 6个表面切出定位中线(如图4-39 所示),并将其对中于加载中心,然后将试件对中于下端板,最后再采用红外线投射仪校正试件位置,确保试件中心与千斤顶中心在同一垂线上,即试件对中于千斤顶。

试验过程中的测量内容和测量方法主要包括∶ ①试件的承载力,采用千斤顶自带的力传感器测量;②试件的纵向变形,采用位移计测量; ③试件中间高度截面测点的横向变形,采用位移计测量; ④试件中间高度截面测点的应变值,采用 A3 应变片测量。

所有试件的位移计和应变片布置如图 4-40 所示。应变测量用于分析构件局部屈曲的发展情况。由于无法在板件内表面贴应变片,在试件中间高度横截面预测鼓凸点和端点的板件外表面布置应变片,位置如图4-40(b)所示的应变片 SG1-1~SG1-8。

所有试件的加载过程为∶ 正式加载之前进行预加载,竖向荷载增加至 500kN,稳定 2min 后卸载至 50kN,然后开始正式加载,以消除部分试验误差;加载过程中,采用位移控制连续加载,荷载、位移计、应变片等数据每秒自动采集一次。所有试件加载至荷载下降段。

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