登录

钢柱屈曲

Overview

资料来源: 布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学土木与环境工程系罗伯特. 里昂

在土木工程的设计中, 重要的是要交付不仅是在意想不到的负荷下安全的结构, 而且在合理的经济成本下, 在日常负荷下提供优异的性能。后者通常与材料的最低使用、易于制造和在现场的快速施工联系在一起。钢构件的结构由于材料的巨大强度和构件和连接的广泛预制, 可以很经济地实现, 这有助于最大限度地提高现场施工速度。一般情况下, 钢结构的骨架将非常细长, 与钢筋混凝土结构相比。虽然其张力的行为主要由材料的强度来控制, 但在压缩过程中钢是受所有材料-屈曲的另一种失效模式所控制的。这种行为很容易证明, 按下一个细长的木尺, 在压缩载荷下会突然移动侧身和失去承载能力。这种现象将发生在任何结构细长的成员。在本实验室, 我们将测量一系列细长铝柱的屈曲能力, 以说明这种破坏模式, 随着时间的推移, 导致了许多灾难性的失败, 包括1918年竖立的魁北克河桥。

Procedure
  1. 获得几个1in 的长片. ¼铝棒 (6061 或类似), 并将其剪切到72、60、48、36、24、12和8的长度分别。圆的两端的酒吧到周长 1/8 in。
  2. 测量条形图 (长度、宽度和厚度) 到最近0.02 的尺寸。
  3. 机器两个小块钢 (2 英寸 x 2 英寸), 有一个非常平滑的½. 沿其一侧的圆形穿透, 作为柱端支撑。 在另一侧提供一个插入件, 以便该块可以固定到测试机上。
  4. 将块和测试标本插入测试机中。一定要尽可能仔细地对准标本, 以消除怪癖。
  5. 将试验机设置在挠度控制上, 并对其进行编程, 使其缓慢地应用0.2 的变形, 并记录载荷和轴向变形。 限值可以随长度的不同而变化, 但当负载稳定或达到最大容量时不超过20% 的负载时, 应停止测试。
  6. 记录到达的最大负载并填写结果表。
  7. 对所有列重复步骤1.4 到1.6。

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

将结果从表中绘制为屈曲应力与长细 (kL/r), 以及 Eq 所给出的曲线. 9。将结果与预测值进行比较。实验结果显示两个不同的区域。当列相对较长时, 通过将 Eq 乘以9到列的区域来给出临界负载。 当柱子开始变短时, 临界载荷开始接近材料的强度。在这一点上, 行为从一个纯粹的弹性一到一个部分非弹性的, 接近渐近的壁球负荷的专栏。当柱扣弹性时, 变形可能会突然变成每一?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

实验证明了欧拉法计算简单柱局部屈曲荷载的有效性。虽然在边界条件不知名的情况下, 问题变得复杂得多, 但该成员不是棱镜, 或者如果材料不呈现双线性应力-应变曲线, 则问题的解决方法也遵循相同的一般过程。在许多实际的情况下, 不可能精确地求解产生的微分方程, 但有许多数值方法可以应用于近似解决这些问题的方法。屈曲的重要性在建筑业的格言中得到承认, 认为钢结构的成功设计是基?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
BucklingSteel ColumnsDesigning StructuresUnexpected LoadsEveryday LoadsReasonable CostSlender StructurePrefabricationSteel ComponentsOnsite Construction SpeedEconomical Building MaterialsTension ForcesCompression ForcesMaterial StrengthSudden Sideway DeflectionCatastrophic CollapseQuebec River BridgeLower Cord MembersBuckling Failure ModeBuckling CapacitySlender ColumnsAxial Compressive LoadEuler s Solution

跳至...

0:07

Overview

1:34

Principles of Column Buckling

6:48

Measuring the Buckling Capacity

8:37

Results

9:47

Applications

10:49

Summary

此集合中的视频:

article

Now Playing

钢柱屈曲

Structural Engineering

36.0K Views

article

材料常数

Structural Engineering

23.4K Views

article

钢的应力-应变特性

Structural Engineering

108.9K Views

article

铝的应力-应变特性

Structural Engineering

88.2K Views

article

冷弯热轧钢在不同温度条件下的冲击试验研究

Structural Engineering

32.1K Views

article

洛氏硬度试验及处理对钢的影响

Structural Engineering

28.3K Views

article

结构动力学

Structural Engineering

11.4K Views

article

金属疲劳

Structural Engineering

40.3K Views

article

聚合物拉伸试验

Structural Engineering

25.2K Views

article

纤维增强高分子材料的拉伸试验

Structural Engineering

14.3K Views

article

混凝土和沥青混合料的骨料

Structural Engineering

12.1K Views

article

新鲜混凝土试验

Structural Engineering

25.7K Views

article

硬化混凝土的压缩试验

Structural Engineering

15.1K Views

article

硬化混凝土的拉伸试验

Structural Engineering

23.5K Views

article

木材试验

Structural Engineering

32.8K Views

JoVE Logo

政策

使用条款

隐私

科研

教育

关于 JoVE

版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。