薄壁矩形管受压构件试验
内压薄壁容器的应力测定实验
图1 应变片结构简图图2 电桥测量原理图补偿电阻K R 用以消除因温度影响而产生的测量误差，它与测量电阻M R 阻值相同并在同一温度条件下，但不承受载荷，故对M R 受温度影响有补偿作用。
三、实验装置 试验容器的筒体用325DN ，壁厚为mm 8的无缝管制造，具体尺寸如图3所示：四、实验步骤：1．了解试验装置（包括管路、阀门、容器、压力自控泵等在实验装置中的功能和操作方法）及电阻片粘贴位置，测量电气线路，转换旋钮等。
2．电阻片的粘贴步骤和方法：（1）根据选择的测点位置，用砂纸打光；再按筒体的经线和纬线方向用划针或铅笔划出测点的位置及方向；以后再用棉球、丙酮等除去污垢。
图3 试验容器A 和容器B（2）测量电阻应变片的电阻值，记录电阻片的灵敏系数，以便将应变仪灵敏系数点放在相应的位置上（实验室已准备好）。
（3）将“502”胶液均匀分布在电阻片的背面（注意：胶液均均匀涂在电阻片反面，不可太多，引出线须向上）。
随即将电阻片粘贴在欲测部位，并用滤纸垫上，施加接触压力，挤出贴合面多余胶水及气泡（注意：电阻丝方向应与测量方向一致，用手指按紧一至两分钟）。
（4）在电阻片引出线下垫接线端子（用胶液粘贴），用于电阻应变片的引出线和测量导线的焊接连接（测量导线和仪器的连接以及补偿片的粘贴已由实验室准备好）。
（5）电阻片的粘贴步骤和方法可由指导教师讲清要点和示范粘贴后再进行，所有粘贴的电阻片和焊接接线经指导教师检查合格后，再进入应变测量仪器测量的调节步骤。
3．了解YJ —31型静态电阻应变仪和R P 20－25型预调平衡箱的使用方法。
YJ —31型静态电阻应变仪和R P 20－25型预调平衡箱如图4和图5所示，使用方法如下：（1）半桥测量时将D 1DD 2点用连接片连接起来并旋紧(已连接好)，开关置于“本机”状态。
将标准电阻分别与A 、B 、C 接线柱相连，A 与C 接线颜色相同。
（2）按下“基零”键，仪表显示“000”或“-000”（表示内部已调好）。
内压薄壁容器应力测定实验
1MPa下实测应力值 距离 σψ σθ 0 40 80
理论计算值 σψ σθ
31.85 28.45 24.23 19.36 28.18 26.72 20.24 5.06
26.84 22.96 16.77 -8.39 15.90 14.64 -18.30 4.43 17.04 -2.45 17.04 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52
13
经向 周向 压力/MPa
250
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 50 100 150 200 250 应变/10exp-8
14
经向 周向
压力/MPa
300
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 50 100 150 200 250 300 应变/10exp-8
压力/MPa
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -80 -60 -40 -20 0 20 40 应变/10exp-8
9
经向 周向 压力/MPa
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 20 40 60 80 100 应变/10exp-8
10
经向 周向
压力/MPa
120 24.30 160 190 210 230 245 260 275 290 310 330 355 385 425 14.77 7.25
-5.33 -11.47 17.04 -9.02 -12.58 17.04 -0.81 -5.49 17.04 10.36 3.74 17.04
10.20 11.25 17.04 15.55 18.95 17.04 19.11 23.79 17.04 17.86 25.94 17.04 14.01 24.99 17.04 12.55 24.35 17.04 11.63 24.07 17.04
薄壁钢管混凝土长柱轴压性能试验研究
第35卷第1期建 筑 结 构2005年1月薄壁钢管混凝土长柱轴压性能试验研究张耀春 许 辉 曹宝珠(哈尔滨工业大学土木工程学院 150090)[提要] 对8根方形和八边形薄壁钢管混凝土长柱的轴压性能进行了试验研究,柱的长宽比为14～40,管壁板件的宽厚比为67～125。
试验结果表明,方形薄壁钢管混凝土长柱的轴压破坏为弯曲屈曲破坏,八边形薄壁钢管混凝土长柱的破坏主要表现为强度破坏,破坏之前钢管均发生了局部屈曲现象。
柱子的承载力随着长细比的增加而显著下降。
在薄壁钢管混凝土短柱试验结果的基础上,线性回归了方形轴压长柱极限承载力折减系数,在上述长宽比的范围内,公式计算值与试验结果吻合良好。
[关键词] 薄壁钢管混凝土 长柱 轴压 静力性能 承载力 折减系数 局部屈曲Experimental R esearch on Static B ehavior of Axially Loaded Long Column of Concrete2f illed Thin2w alled Steel Tube Author:Zhang Y aochun,Xu hui,Cao Baozhu(School of Civil Eng.,Harbin Institute of Technology,150090,China) Abstract:Experiments have been carried out to8long columns of concrete2filled thin2walled steel tube under axial load.Their cross2sections are square or octagon.The length2width ratio of the columns is14～40,and the width2 thickness ratio of the tube plates is67～125.The experimental results show that damage mode of the square long columns is flexural buckling failure,and that of the octagon long columns is mainly strength failure.The local buck2 ling occurs in the plates of the steel tube before failure.The ultimate load greatly drops with the increasing of slender2 ness ratio of the column.Based on the experimental results of stub columns of concrete2filled thin2walled steel tube, the ultimate load reduction factor is linearly regressed counting for the effect of slenderness ratio.The calculation re2 sults are basically identical with experimental ones.K eyw ords:long columns;concrete2filled thin2walled steel tube;axial load;reduction factor;local buckling 国内外学者对多边形薄壁钢管混凝土长柱静力性能的研究刚刚起步[123]。
薄壁管桩质量检验要求
薄壁管桩质量检验要求出厂检验：1．检测项目包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸偏差（不包括保护层厚度）、抗弯性能的检验。
2．批量和抽样2.1外观质量：逐根检验。
2.2尺寸偏差：同规格、同壁厚的薄壁管桩连续生产30000m为一批，单在四个月内生产总数不足30000m时仍做为一批，在成品中随机抽取10根进行检验。
2.3抗弯性能：在外观质量和尺寸偏差检验合格的产品中随机抽取2根进行抗弯性能的检验。
3．判定规则3.1尺寸偏差：若所抽取十根中不符合某一等级的薄壁管桩不超过两根，则判尺寸偏差为相应等级。
3.2弯拉：若所抽取两根全部符合抗弯性能规定时，则判抗弯性能合格；若一根不符合规定时，应从同批产品中抽取加倍数量进行复验，复验结果若符合抗弯性能规定时，则判抗弯性能合格；若仍有一根不符合标准，则判抗裂性能不合格。
3.3总判定：在混凝土抗压强度、保护层厚度与抗弯性能合格的基础上，外观质量和尺寸偏差全部符合某一等级规定时，则判改批产品为相应质量等级。
4．型式检验4.1 检验条件有下列情况之一时均应进行型式检验a)新产品投产或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)当结构、材料、工艺有较大改变时；c)当同一规格的薄壁管桩连续生产100000m或六个月内生产总数不总100000m时；d)停产半年以上恢复生产时；e)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；f)合同规定时；g)国家或地方质量监督机构提出进行型式检验要求时；4.2检验项目包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸偏差、不包括保护层厚度与抗弯性能的检验，必要时有双方协商，还可增加试验项目。
注：薄壁管桩接头处抗弯试验如无特殊要求可以不检验。
3．抽样同规格、同壁厚的成品中随机抽取10根进行外观质量和尺寸偏差检验。
10根中随机抽取2根进行抗弯性能的检验。
抗弯试验完成后，在二根中抽取一根，在管桩中部同一圆周的二处不同部位测量保护层厚度。
5．判定规则5.1外观质量和尺寸偏差：若所抽取十根中，不符合某一等级的薄壁管桩不超过两根，则判尺寸偏差为相应等级。
薄壁不锈钢圆管轴心受压构件试验研究_朱浩川
Abstract ： Since the mechanical properties of stainless steel members are distinct from carbon steel ，and there has not sufficient research or test data in China，a total of 19 pinended tubular columns，which were made of hotroll and coldformed stainless steel of austenitic 304 ，were tested under axialcompression． The material properties and the mechanical properties of tubular columns，including loading phenomenon ，failure modes，ultimate loads and initial imperfections were obtained from the tests． The expressions were also proposed for determining the stability factor of axially loaded compression members． It is shown that ， the material properties of hotrolled stainless steel are nearly the same ，while the strength of coldformed stainless increases significantly． The stressstrain model proposed by Quach is fit for austenitic 304 hotroll and coldformed stainless steel． The initial imperfection influences both overall imperfection and eccentricity，and is recommended as 1 /2000 of the length． Compared with the test results，the proposed expressions produce more reliable calculation than foreign code method ，and could be used to determine the stability factor of hotrolled and coldformed stainless steel tubular columns． Keywords： stainless steel tubular column； nonlinear； material properties； axialcompression
内压薄壁容器应力实验报告
内压薄壁容器应力实验报告本报告旨在介绍内压薄壁应力实验的目的、背景以及其意义和重要性。
内压薄壁是一种常见的工程结构，广泛应用于各行各业。
在使用过程中，受到内部介质的压力作用，会产生一定的应力分布。
了解和研究内部应力状态对于设计和使用具有重要意义。
该实验旨在通过在内压薄壁上施加不同的压力载荷，测量和分析的应力分布情况。
通过实验结果，我们可以了解在不同压力下的应力状态，从而更好地理解的强度和稳定性。
本实验的意义和重要性有以下几点：设计优化：通过了解在不同压力下的应力分布情况，可以更准确地确定的材料和结构设计。
这有助于提高的强度和性能，减少可能的失效风险。
安全性评估：了解的应力分布情况可以帮助评估的安全性能。
在某些特殊工况下，例如高压或长期使用等，内部应力可能超过材料的强度极限，从而导致破裂或泄漏。
通过实验研究，可以提供重要的数据和参考，帮助工程师评估的安全性。
质量控制：实验结果可以用于质量控制和验证的生产工艺。
通过测量内部应力，可以判断的加工和装配工艺是否符合设计要求，从而确保的质量和性能。
因此，通过内压薄壁应力实验的研究和分析，可以进一步提高的设计和使用效能，提升的安全性能，并且对于相关工程领域的发展也具有重要的指导意义。
内压薄壁压力测试仪器其他相关实验材料和设备（如果有）本节详细描述进行内压薄壁应力实验的步骤和操作方法。
实验器材和材料准备：准备一台内压实验机和薄壁样品。
确保实验机的压力计和温度计正常工作。
样品准备：安装样品在内压实验机中，确保样品固定且没有松动。
检查样品是否有任何损坏或异物。
实验参数设置：设置实验机的内部压力和温度，需要提前根据实验目的进行设定。
确保内部压力和温度的稳定性和准确性。
开始实验：启动内压实验机，使内部压力逐渐增加到设定值。
记录实验过程中的压力和温度变化。
实验数据收集：在实验过程中，定期记录实验机内部压力和表面的应力。
确保数据记录的准确性和完整性。
实验结果分析：根据实验数据，计算在不同条件下的应力变化。
高强冷弯矩形钢管混凝土短柱轴压承载力试验
高强冷弯矩形钢管混凝土短柱轴压承载力试验矩形钢管混凝土短柱是一种新型结构元件，具有材料节约、施工快捷等特点，在结构构造上占有重要地位，逐步取代传统方形混凝土短柱，勘察、设计与施工最新成果，为了研究矩形钢管混凝土短柱耐受力的变化，以高强冷弯矩形钢管混凝土短柱作为研究对象，进行了轴压试验。
轴压试验由低至高载荷逐步增加，每增加一级载荷试件休止10min，记录荷载和变形等参数，直至达到断裂强度，然后判断失效模式，并根据理论计算混凝土单元的容许应变及轴向承载力。
轴压实验的实施过程如下：（1）准备标准轴压试件：采用高强冷弯矩形钢管混凝土短柱试件，外径h=93mm、内径b=83mm，试件高度H=400mm，混凝土的压力强度等级fk=C35、砂浆细度γs=2.2KN/m³。
（2）模具加固：在承载块上涂覆润滑油，将下边板和导块固定在模具上，在导块上装配上载荷板块。
（3）混凝土充填：将预充制的混凝土放入试件空模具中，按中心线对称层层充填，填入混凝土后模具内背挤压，将少量水分排出后即可开始试验。
（4）轴压加载及监测：试件表面贴紧拉力测量传感器，对拉力和变形做实时检测，并记录实时拉力和变形。
实施低至高载荷逐级加载，每加完一级载荷后再进行记录，直至达到断裂。
（5）结果分析：将试验结果进行分析，结合载荷-变形曲线，推算峰值载荷处的轴向最大承载力和对应的载荷系数，可以推算出矩形钢管混凝土短柱的容许轴压承载力及轴向载荷系数。
轴压试验能够检测出高强冷弯矩形钢管混凝土短柱的轴向承载力的变化，可以估算出相应的容许应变及载荷系数，为结构设计与施工规范提供了有效的规程服务，对提高建筑物结构安全性能有着重要意义。
外压薄壁容器的稳定性实验实验报告实验反思
外压薄壁容器的稳定性实验实验报告实验反思
实验目的：
通过对外压薄壁容器的稳定性实验，探究在外部施加压力的情况下，薄壁容器的变形和破裂情况，并进行实验反思。
实验步骤：
准备工作：收集所需的薄壁容器样本、测量仪器和压力施加装置。
实验装置搭建：将薄壁容器样本放置于固定夹具中，保持其垂直并固定不动。
外部压力施加：逐渐向薄壁容器施加外部压力，记录压力值。
观察和记录：观察薄壁容器的变形情况，并记录所施加的压力和变形情况。
压力卸载：逐步卸载外部压力，记录压力值和容器回复正常形态的情况。
实验结果：
根据实验数据和观察结果，记录薄壁容器在不同压力下的变形情况和可能出现的破裂点。
实验反思：
实验设计方面：实验中是否考虑了足够的样本数量和不同材料的薄壁容器，以便得到更全面的结果？
实验过程中是否严格控制施加的压力范围，避免超出薄壁容器的
承受能力导致破裂？
在观察过程中是否注重记录薄壁容器的变形情况和可能出现的
破裂点位置，以便进一步分析？
对实验中可能存在的误差来源进行分析和讨论，例如测量仪器的精确度等。
改进建议：
增加样本数量和材料种类的多样性，以提高实验结果的可靠性和代表性。
精确控制施加的压力范围，避免因过大或过小的压力导致实验结果偏差。
使用更为敏感和精确的观测方法，如光学显微镜或应变测试仪等，以获取更准确的数据。
实验过程中需注意操作规范和安全措施，以避免意外伤害和损失的发生。
结论：
通过外压薄壁容器的稳定性实。
实验四 受外压薄壁
八、实验装置图片
1、外压容器稳定性实验台
2、阀门、压力表和手摇泵
3、油缸上部及压紧装置
4、试件和工具
5.真空泵及空易拉罐筒
• 外压失稳实验参考书：
容器失稳时临界压力的大小及出 现的波数除了与材料的弹性模数E、泊 松比μ、试件的圆度有关外，主要取决 于容器的几何特性，即容器长度与直 径之比（L/D）和容器壁厚与直径之比 （S/D）。
六、实验具体步骤
• • • • • • • •
打毛刺，测试件壁厚S； 将试件放入翻边器内翻边，要求边宽3mm左右， 且平整、无裂纹； 测试件长度L 、测试件公称直径D、最大直径 Dmax和最小直径 Dmin，计算试件的椭圆度e； 将试件放入橡胶密封圈内并安好轴向支撑； 把试件放进油缸内并压紧上盖，用手摇泵加压， 直至试件失稳； 记录试件失稳时压力表的读数； 卸压后取出试件，记录试件失稳时的波数； 计算出试件的理论临界压力及变形波数，与实 测值比较；计算相对误差并分析误差原因。
弹性模量
• 材料在弹性变形阶段内，正应力
和对应的正应变的比值 。 • 一般地讲，对弹性体施加一个外 界作用（称为“应力”）后，弹 性体会发生形状的改变（称为 “应变”），“弹性模量”的一 般定义是：应力除以应变。
临界压力
• 薄壁容器在失稳前所能承受的最大
外压力称为临界压力。
一、实验目的
• 1．观察外压容器失稳的现象，失稳时指示
4．安装试件：将经过气密试验的试 件在其导管上装好密封圈旋在加压缸 顶盖螺孔上，注意密封圈的压紧要适 当，然后装上顶盖密封圈放下顶盖、 横梁，装上销钉，旋紧手轮，使加压 缸保证密封，对于一端开口的试件则 不作气密试验，将其安装在开孔的橡 皮圆垫片上，靠孔与试件外圆装配时 的过盈度及橡胶的弹性等效用将试件 内外空间隔开并达到密封效果。此种 试件可较方便地加装轴向支撑使实验 得到较为满意的结果。
薄壁容器内压应力测定实验说明书
薄壁容器内压应力测定实验装置说明书天津大学化工基础实验中心2012.03一.实验目的1. 测定薄壁容器承受内压作用时，筒体及封头（平板封头、锥形封头、球形封头、椭圆封头）上的应力分布。
2. 比较实测应力与理论计算应力，分析它们产生差异的原因。
3. 了解“应变电测法”测定容器应力的基本原理和掌握实验操作技能。
二.实验原理由中低容器设计的薄壳理论分析可知，薄壁回转容器在承受内压作用时，圆筒壁上任一点将产生两个方向的应力，经向应力m 和环向应力。
在实际工程中，不少结构由于形状与受力较复杂，进行理论分析时，困难较大；或是对于一些重要结构在进行理论分析的同时，还需对模型或实际结构进行应力测定，以验证理论分析的可靠性和设计的精确性；所以，实验应力分析在压力容器的应力分析和强度设计中有十分重要的作用。
现在实验应力分析方法已有十几种，而应用较广泛的有电测法和光弹法，其中前者在压力容器应力分析中广泛采用。
可用于测量实物与模型的表面应变，具有很高的灵敏度和精度；由于它在测量时输出的是电信号，因此易于实现测量数字化和自动化，并可进行无线电遥测；既可用于静态应力测量，也可用于动态应力测量，而且高温、高压、高速旋转等特殊条件下可进行测量。
电测法是通过测定受压容器在指定部位的应变状态，然后根椐弹性理论的虎克定律可得：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=-=E E E Em mm σμσεσμσεθθθ (1)⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+-=+-=)(1)(122m m m E E μεεμσμεεμσθθθ (2) 通过“应变电测法”测定容器中某结构部位的应变，然后根椐以上应力和应变的关系，就可确定这些部位的应力。
而应变m ε、θε的测量是通过粘贴在结构上的电阻应变片来实现的；电阻应变片与结构一起发生变形，并把变形转变成电阻的变化，再通过电阻应变仪直接可测得应变值m ε、θε，然后根椐(2)式可算出容器上测量位置的应力值，利用电阻应仪和预调平衡箱可同时测出容器上多个部位的应力，从而可以了解容器受压时的应力分布情况。
薄壁矩形管受压柱的局部稳定试验报告.1251051汪凡
《钢结构基本原理》课程实验报告薄壁矩形管受压构件局部稳定实验报告试验名称薄壁矩形管受压柱的局部稳定试验试验课教师周锋姓名汪凡学号*******联系方式********************.cn理论课教师吴明儿日期2014年11月4日钢结构基本原理实验报告——薄壁矩形管受压构件局部稳定实验姓名：汪凡学号：1251051一、实验目的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.通过试验观察薄壁构件的局部失稳现象。
3.通过试验观察薄壁构件的屈曲后性能。
4.通过试验观察薄壁构件板组约束现象。
5.将理论承载力和实测承载力进行对比，验证薄壁构件局部屈曲临界压力和屈曲后承载力的计算公式。
二、实验原理2.1轴心受压实腹式构件局部失稳临界力的准则轴心受压实腹式构件局部失稳临界力的准则有两种：一种是不允许出现局部失稳，板件受到的临界应力σ应小于局部失稳的临界应力σcr，σ≤σcr；另一种是允许出现局部失稳，并利用板件屈曲后的强度，要求板件受到的轴力N应小于板件发挥屈曲后强度的极限承载力Nu，N≤Nu。
2.2四边简支矩形板的弹性屈曲机理图 1 所示为一两端受均布压力N x= tσx的弹性简支矩形薄板，t 为板的厚度。
当压力N x 逐渐增加到屈曲临界力时，平板就开始屈曲，屈曲挠度用w 表示。
图1 矩形薄板的屈曲根据弹性理论，板在纵向均布压力作用下，板中面的屈曲平衡微分方程为444442242(2)0x w w w wD N x x y y x∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ ——① 式中 D ——板的单位宽度的抗弯刚度，——②υ ——钢材的泊松比。
对于简支矩形板，方程①的解w 可用下列双重三角级数表示：——③上式满足四个简支边上挠度和弯矩均为零的边界条件，式中m 为x 方向的半波数，n 为y 方向的半波数，a 和b 分别为板的长度和宽度。
将②代入①式，可得Nx 的临界值Nxcr ,——④当n=1时，临界力Nxcr 最小。
实验五 内压薄壁容器应力测定实验
实验五 内压薄壁容器应力测定实验一、实验目的1．掌握电阻应变测量原理；2．学习电阻应变仪的使用方法，学习电阻应变片的贴片和接线技术； 3．了解封头在内压作用下的应力分布规律。
二、实验原理 1. 应力计算：薄壁压力容器主要由封头和圆筒体两个部分组成，由于各部分曲率不同，在它们的连接处曲率发生突变。
受压后，在连接处会生产边缘力系——边缘力矩和边缘剪力。
使得折边区及其两侧一定距离内的圆筒体和封头中的应力分布比较复杂，某些位置会出现较高的局部应力。
利用电阻应变测量方法可对封头和与封头相连接的部分圆筒体的应力分布进行测量。
应力测定中用电阻应变仪来测定封头各点的应变值，根据广义虎克定律换算成相应的应力值。
由于封头受力后是处于二向应力状态，在弹性范围内用广义虎克定律表示如下：经向应力：()21211μεεμσ+-=E(1-1) 环向应力：()12221μεεμσ+-=E(1-2) 式中：E —材料的弹性模量μ—材料的波桑比 ε1—经向应变 ε2—环向应变。
椭圆封头上各点的应力理论计算公式如下：经向应力：()[]bb a x a s p r 2122242--=σ （1-3）环向应力：()[]()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----=2224421222422b a x a a bba x a s p θσ （1-4） 2．电阻应变仪的基本原理：电阻应变仪将应变片电阻的微小变化，用电桥转换成电压电流的变化。
其过程为：()→∆∆→→放大器或电桥应变片I V RdR ε将()指示或纪录检流计或纪录仪放大或→∆∆I V将电阻应变片用胶水粘贴在封头外壁面上，应变片将随封头的拉伸或压缩一起变形，应变片的变形会引起应变片电阻值的变化，二者之间存在如下关系：ε⋅=∆=∆K LlK R R (1-5) 式中：ΔR/R —电阻应变片的电阻变化率ΔL/L —电阻应变片的变形率 K —电阻应变片的灵敏系数； ε—封头的应变。
3. BZ2205C 型静态电阻应变仪 1) 电阻应变仪的组成：(1) 构件变形的感受和转换部分——电阻应变片； (2) 被转换量的传递和放大部分； (3)记录及读数部分。
内压薄壁容器应力测定实验
内压薄壁容器应力测定实验一．实验目的1.测定容器在一定的压力状态下，筒体和封头上受到的应力分布。
2.对利用解析法算出的理论值和实测值进行比较，分析它们之间产生差异的原因。
3.熟练掌握应变电测法的原理及测试方法。
二．实验原理实验装置有电器，油罐，压力表等系统，压力通过调节阀控制，使容器达到不同的压力值。
电测法是根据构件的应变状态，通过应变与应力之间的物理关系，对构件进行分析的一种方法，将电阻应变片固定在被测位置以后，构件发生应变也会导致应变片发生应变，通过电阻应变仪，可以测得应变片的应变状况。
然后根据弹性理论的胡克定律可得： 轴向应变 E E θϕϕσμσε-=环向应变 E E ϕθθσμσε-= （4-6）轴向应力 )(12θϕϕμεεμσ+-=E环向应力 )(12ϕθθμεεμσ+-=E （4-7） 式中： ϕσ、θσ为轴向、环向应力，Mpa ；ϕε、θε为轴向、环向应变，Mpa ；E 为弹性模量，Mpa 510058.2⨯；μ为泊松比，3.0。
在这次实验中，用到的实验装置400-LY 应力测试实验台，22-YJ 静态应变处理仪，22-YJ 型转换箱三．实验步骤这次实验主要是测定圆柱形筒体和平板形封头的应力及分布情况。
封头上有11个点进行测量，1-6位径向应力，7-11为环向应力，每个点之间的距离为mm 50。
1.检查油箱内油是否充足。
2.检查静态应变处理仪和应力测试台接地是否良好，确定无误后，接通电源，预热静态应变处理仪。
3.按下启动按钮，启动液压泵。
4.缓慢打开加压阀。
5.待看到与回油放气阀相连的透明塑料管内有液压油流出且没有气泡时，关闭回油放气阀，加压阀。
6.慢慢打开加压阀，向应力测试加压。
7.待应力测试室压力达到略高于实验压力时，关闭加压阀，并按下液压泵停止按钮，停止加压。
8.待应力测试室内的压力稳定5分钟后，打开回油放气阀进行泄压。
9.对静态应变测量仪进行调零。
10.启动液压泵，再次对容器进行加压。
薄壁钢管混凝土短柱轴心受压性能实验分析
薄壁钢管混凝土短柱轴心受压性能实验分析发布时间：2022-06-22T06:56:37.469Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：杨泽天[导读] 在工程建设中所使用到钢管混凝土结构简单的来讲就是向截面形状不同的钢管中注入一定量的混凝土待二者有效结合以后来进行使用，该种结构与钢筋混凝土不同的地方在于无论是承载力还是抗变形的能力都得到了有效的提升，并且位于钢管内部的混凝土能够较为有效的缓解钢管的局部屈曲，让钢管所具有的材料性能得到有效的发挥，除此之外该种结构无论是在制作的便利性、施工的便捷性以及使用经济性上都有着自身独特的优势。
重庆大学工程力学重庆市 400050摘要：近年来随着我国整体综合实力的不断提升，各行各业的工程建设也在稳中有进的不断发展，而在工程建设过程中钢管与混凝土所组成的组合构件凭借着较好的使用性能以及较高的性价比被广泛使用。
在工程建设中所使用到的钢管混凝土构件其截面的形状多为方形、矩形以及圆形。
本文主要对截面形状为矩形的钢管混凝土构件进行受压实验并对轴心处的受力性能进行简要的分析。
关键词：薄壁钢管混凝土；短柱；受力分析一、引言在工程建设中所使用到钢管混凝土结构简单的来讲就是向截面形状不同的钢管中注入一定量的混凝土待二者有效结合以后来进行使用，该种结构与钢筋混凝土不同的地方在于无论是承载力还是抗变形的能力都得到了有效的提升，并且位于钢管内部的混凝土能够较为有效的缓解钢管的局部屈曲，让钢管所具有的材料性能得到有效的发挥，除此之外该种结构无论是在制作的便利性、施工的便捷性以及使用经济性上都有着自身独特的优势。
钢管混凝土构件截面形状的不同对混凝土的套箍效应也会有所不同，截面形状为圆形的钢管混凝土构件中其核心处混凝土所受到的约束是均匀的，截面形状为方形的钢管混凝土构件在其中部与角部混凝土所受到的约束较为明显，各边的中部混凝土所受约束较弱，截面形状为矩形的钢管混凝土构件受约束明显的部位与方形大致相同，但其长边中部对核心混凝土的约束较弱使其所受约束不均匀，与上述两种截面形状相比较其整体所具有的有效约束区域较小、承载能力较弱，故对其受力性能分析更加的复杂。
金属薄壁管压断测试方法
金属薄壁管压断测试方法一、引言金属薄壁管是一种常用于工业和建筑领域的管材，其受力性能对于工程的安全和可靠性至关重要。
为了评估金属薄壁管的强度和耐压性能，压断测试方法被广泛采用。
本文将介绍金属薄壁管压断测试的原理、步骤以及相关注意事项。
二、测试原理金属薄壁管压断测试是通过将一定压力施加到管材上，直至管材发生破裂，从而得到管材的破断强度和耐压能力。
在测试过程中，通常使用液压或气压装置施加压力，并通过传感器实时监测压力变化。
三、测试步骤1. 准备工作：选择适当的测试设备和仪器，如液压或气压泵、传感器等。
确保测试设备和仪器的正常工作。
2. 样品准备：选择代表性的金属薄壁管样品，并进行外观检查，确保无明显缺陷或损伤。
3. 测试样品固定：将样品固定在测试平台上，确保其稳定且与测试设备连接良好。
4. 施加压力：通过液压或气压装置，逐步施加压力到金属薄壁管上，同时记录压力值。
5. 监测压力变化：通过传感器实时监测压力变化，记录下每个时间点的压力数值。
6. 破断记录：当金属薄壁管发生破裂时，记录下此时的压力数值，并停止施加压力。
7. 数据处理：根据测试结果和记录的压力数值，计算金属薄壁管的破断强度和耐压能力。
四、注意事项1. 测试设备和仪器的选用应符合测试要求，并经过校准和检验，确保其准确性和可靠性。
2. 样品的选择要具有代表性，并且要进行外观检查，以排除缺陷和损伤对测试结果的影响。
3. 在测试过程中，要保持压力的稳定和均匀施加，避免突然施加过大压力导致样品破裂。
4. 在进行压断测试时，要注意安全，避免人员或设备受伤。
5. 在记录压力数值时，要保证准确性和可靠性，避免因数据错误而导致结果不准确。
6. 在计算破断强度和耐压能力时，要采用正确的公式和计算方法，确保结果的准确性和可比性。
五、测试结果分析通过金属薄壁管压断测试，可以得到管材的破断强度和耐压能力。
根据测试结果，可以对金属薄壁管的质量和性能进行评估，判断其是否符合使用要求。
矩形管试轧化学、力学检验
矩形管试轧化学、力学检验规格220*90*8，材质Q345B 1. 化学分析a.取样位置 样块从管子上截取,试样尺寸35*35b.取样频次 1个/炉c.分析元素及要求 见表1表1 Q345B 化学成分要求值产品拒收。
2. 拉伸试验a ．取样位置及方向 产品平板部分（纵向试样） 见图1 b. 取样频次 1个/每批图1拉伸试样取样部位c ．试样尺寸 标距×宽度（80×25）,试样图见图2图2 拉伸试样图d ．要求值 见表2表2 拉伸试验要求值e.复验试验不合格另取两个样只检验不合格项，两个样都合格即该批次合格，否则该批产品拒收。
3.冲击试验a.取样位置及方向产品平板部分（纵向试样）见图3b. 取样频次1组（3个样）/每批c. 试样尺寸5*10*55d.试验温度20°℃e.冲击吸收能: 单值、平均值≥17Jf.复验试验不合格另取两组样，两组样都合格即该批次合格，否则该批产品拒收。
注：每批由同一牌号、同一原料批次、同一规格尺寸的产品组成。
外周长不大于400mm的产品每批重量不得超过50t，外周长大于400mm的产品每批重量不得超过100t。
塔机方矩形管试轧化学、力学检验规格135*135*12、180*180*12，材质Q345B1.化学分析a.取样位置样块从管子上截取,试样尺寸35*35b.取样频次1个/炉c.分析元素及要求见表1产品拒收。
2. 拉伸试验a ．取样位置及方向 产品平板部分（纵向试样） 见图1 b. 取样频次 1个/每批图1拉伸试样取样部位c ．试样尺寸 标距×宽度（100×25）,规格为135*135*12试样图见图2图2 拉伸试样图d ．要求值 见表2表2 拉伸试验要求值e.复验 试验不合格另取两个样只检验不合格项，两个样都合格即该批次合格，否则该批产品拒收。
3.冲击试验a.取样位置及方向 产品平板部分（纵向试样） 见图3b. 取样频次 1组（3个样）/每批c. 试样尺寸10*10*55d.试验温度20°℃e.冲击吸收能:，单值、平均值≥34Jf.复验试验不合格另取两组样，两组样都合格即该批次合格，否则该批产品拒收。
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2
考虑屈曲后强度，采用有效宽度法计算
6.试验结果分析
6.3 撰写试验报告
写报告
报告要求：详见通知
公共邮箱：
tj_steel_2009@
密码123456
通过试验观察薄壁构件板组约束现象；
将理论承载力和实测承载力进行对比，验证 薄壁构件局部屈曲临界压力和屈曲后承载力 的计算公式。
3.试验设计
3.1 试件设计
实现试验目的；
考虑加载能力；
考虑经济条件； 试件设计：
B×H×t＝200×100×2.0mm； 试件长度：L＝200~400mm； 钢材牌号：Q235B；
绘制荷载位移曲线；
绘制荷载应变曲线；
6.试验结果分析
6.2 对比极限承载力
长边屈曲Pcr
E t xcr k 2 12 (1 ) b
2 2
考虑板组约束系数后的长边屈曲Pcr’
E t xcr k 2 12(1 ) b
1 0.8
e 板件的等效长细比 e cr
0.6 0.4 0.2 0 0.0
1理论知识
1.9 规范的设计方法
《钢结构设计规范》 限制板件宽厚比；不允许出现局部失稳。 《冷弯薄壁型钢结构技术规程》 允许出现局部失稳；采用有效截面进行计算。
2.试验目的
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。 通过试验观察薄壁构件的局部失稳现象； 通过试验观察薄壁构件的屈曲后性能；
2 2
考虑板组约束系数后的长边屈曲Pcr’
E t xcr k 2 12(1 ) b
2
2
考虑屈曲后强度，采用有效宽度法计算
3.试验设计
3.4 承载力估算
【思考13】
（1）上述各荷载之间有什么关系？
（2）薄壁方管破坏时的极限状态是什么？ （3）极限状态时，哪些部分达到了塑性？
【思考1】以下两种边界条件，哪个临界应力高？
Nx N x=
x
l
x
w
w
a y
b
1.理论知识
1.3 板件长宽比对弹性屈曲荷载的影响
k
mb a 2 k ( ) a mb
8 7 6
m=1
m=2
m=3
m=4
【思考2】判定 本次试验的板 件失稳半波数。
5 4 3 2 1 0 1 2 2 6 3 12 4 a/b
H3 H3 H2 H1 H2 H3
弹性
H2 H1 H2 H3
大挠度
板面内有薄膜应力 屈曲后板保持矩形轮廓
N3
N2
N1
N2
N3
1.理论知识
1.7 矩形四边简支板的屈曲后性能
横向拉力场：哪里鼓曲大， 哪里就有拉力场。拉力场是 指板中面内力。
E 2 f 2 2x y cos 2 8b a
【思考7】（1）画出2波 失稳的屈曲后横向拉力场。 （2）画出受剪板副的屈 曲后拉力场
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.正式试验
5.3 卸载
试件破坏后开始卸载 绘制卸载曲线 卸载越缓慢，曲线越饱满 卸载完成后 观察残余变形 观察残余应变
6.试验结果分析
6.1 数据处理
学会获取试验数据； 学会数据处理；
1.理论知识
1.4 边界条件对弹性屈曲荷载的影响
【思考3】下列各种约束情况中，那种情况的 屈曲荷载最大？
Nx N x=
x
l
x
a>>b y
b
1.理论知识
1.5 荷载条件对弹性屈曲荷载的影响
【思考4】以下那种情况的临界荷载最小？
Nx N x=
x
l
Nx
N x=
x
l
Nx
1.理论知识
1.6 板组约束对弹性屈曲荷载的影响
已经做好了 需要标定的设备有： 千斤顶 油压传感器 位移计 应变片 数据采集板
4.试验准备
4.4 检查测点
逐个检查测 点是否工作 正常
4.试验准备
4.5 采用实测截面和材料特性估算承载力
长边屈曲Pcr
E t xcr k 2 12 (1 ) b
荷载、应变、变形、转角 测点数量合理； 测点的布置方便控制试验过程； 数据之间可以相互印证；
3.试验设计
3.3 测点布置
【思考12】 如何根据失 稳半波数合 理布置应变 片？
3.试验设计
3.4 承载力估算
长边屈曲Pcr
E t xcr k 2 12 (1 ) b
检测设备是否正常工作 检测应变片和位移计 压紧试件，消除空隙 预加载荷载一般为极限承载力的30%
5.正式试验
5.1 正式加载
先分级加载 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
【思考15】请预测荷载位移曲线； 【思考16】请预测荷载应变曲线；
5.正式试验
3.试验设计
3.5 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 截面实测
名义截面和实际截 面之间有差别 实测3个~5个截面
4.试验准备
4.2 材料拉伸试验
【思考5】均匀受压时，下列哪些截面的板组约束系 数都为1？当荷载偏心时，板组约束系数如何考虑？
1.理论知识
1.6 板组约束对弹性屈曲荷载的影响
【思考6】板件的相关屈曲：已知一块腹板向外屈曲， 请问对面腹板的屈曲方向？
1.理论知识
1.7 矩形四边简支板的屈曲后性能
N3 N2 N1 N2 N3
基本假定：
4.试验准备
4.2 材料拉伸试验
试件编号 1 2 3 4 5 6 平均值 屈服强度 279 276 261 268 255 262 267 抗拉强度 412 408 395 398 391 405 402 延伸率 31% 32% 32% 32% 34% 32% 32%
4.试验准备
4.3 设备标定
2 2
考虑板组约束系数后的长边屈曲Pcr’
E t xcr k 2 12(1 ) b
2
2
考虑屈曲后强度，采用有效宽度法计算
4.试验准备
4.6 试件对中
几何对中 应变对中
【思考14】如何采用加载初期的实测应变反算荷载 初始偏心？
4.试验准备
4.7 预加载
薄壁矩形管受压构件 局部稳定试验
钢结构精品课程教学团队 同济大学建筑工程系 2014.11
1.理论知识
1.1 四边简支板的弹性屈曲机理
Nx N x=
x
l
x
w
b
屈曲成一个半波 (n=1)
a y
b
屈曲成一个半波 (m=1)
屈曲成若干个半波 (m>1)
1.理论知识
1.2 四边简支板的弹性屈曲荷载
基本假定：弹性，小挠度，板平面内可自由移动。
3.试验设计
3.1 试件设计
【思考9】试 件的倒角和焊 缝对试验结果 有什么影响？
3.试验设计
3.2 支座设计
厚板开槽支座
【思考10】采用厚板支座时， 板件的边界条件？
【思考11】厚板支座的改进 及其影响？
【思考12】支座板厚对试验 结果的影响？
3.试验设计
3.3 测点布置
需要测试那些数据？
σ
x
-
σ
y
+
+ σy
-
-
σ
x
1.理论知识
1.7 矩形四边简支板的屈曲后性能
纵向压力场不均匀分布
x xa
E f 2y cos 8b 2 b
2 2
-
σ
x
-
σ
y
+
+ σy
【思考8】画出三边简 支板的纵向压力场。
-
-
σ
x
1.理论知识
1.8 采用有效宽度计算屈曲后性能
经验公式
be 1 1 (1 0.22 ) b e e