格构角钢立柱轴压试验及有限元分析（二）
发布时间：
2017-09-01 12:00
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1格构角钢立柱轴压试验试件
1.1试件及编号
格构角钢立柱由两个带卷边角钢和６个矩管连接件通过自攻螺钉链接而成，图１和图２分别表示立柱的截面构成及立面示意图。立柱长度3.0m，其中卷边角钢截面两肢名义长度均为４０ｍｍ，卷边尺寸10mm，包括0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm和1.8mm等５种厚度。矩管连接件的截面尺寸为50×70×1.0mm，长度40mm。矩形管两侧50mm宽的腹板中央沿竖向通过两个ST5.5自攻螺丝与角钢的两个肢相连。每个试件两端设有柱脚，柱脚由２个L44×2等边角钢和—166×100×10底板焊接而成，如图３所示。底板上开设４个直径为12mm螺栓孔，以便于与试验支座连接，而格构角钢立柱每个卷边角钢的两肢均通过两个ST5.5自攻螺钉和柱脚上对应角钢的两个肢相连。
格构角钢立柱轴压试件的编号方式为AP30xx-x，其中“ＡＰ”表示AnglePiececolumn，即片状格构角钢立柱；“30”表示试件长度为3.0m；“xx”代表角钢的名义厚度；最后一个“ｘ”表示同一厚度下的第ｘ根试件（每种厚度共有３根试件）。
１．２ 试件尺寸及初始几何缺陷的测量
为了解格构角钢立柱各组成部分的实际尺寸，并便于对立柱进行在轴压荷载作用时其受力性能精确的有限元分析，采用螺旋测微器测量卷边角钢和矩形钢管的厚度；采用游标卡尺测量角钢截面两卷边ａ、ｄ和两肢长ｂ、ｃ的长度（见图１）。
另外，角钢片柱在冷弯加工、搬运、运输过程中容易产生变形或误差，导致杆件的几何形状和长度、截面尺寸均与理论值有差别，形成初始几何缺陷。几何缺陷特别是初始弯曲对冷弯薄壁型钢杆件的轴压承载力和破坏形态均有影响，因而在进行有限元分析时必须考虑。分别采用细丝线和精度０．５ｍｍ的钢尺直接测取卷边角钢两肢沿长度方向的初始弯曲几何缺陷。
表１列出了所有格构角钢立柱轴压试件的截面几何尺寸和初始弯曲几何缺陷的测量结果，为试件的有限元分析提供了方便。从表１中可以看出，卷边角钢的厚度一般比理论值偏小１６％（０．８ｍｍ，１．０ｍｍ）、１４％（１．２ｍｍ）、１１％（１．５ｍｍ）和２％（１．８ｍｍ）。由于手工作业，角钢两肢和卷边宽度实测值均与理论值由一定差别，最大的分别相差１３％和１４％。
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