钢板纵向应变试验研究与应用

文献［48］对钢板局部屈曲临界点的测试方法进行了综述，认为采用粘贴应变片多点测试的方法可靠性较大，只是需要多布置测点。在本章的试验研究中，应变片的具体布置与编号见图4－10所示。

钢板的荷载－纵向应变关系曲线所表征的是小标距范围内顺着应变片受力方向钢板表面的局部变形特征，与测点位置的关系很大。限于篇幅，本章针对试件中钢板局部屈曲附近处有代表性的应变数据进行整理，得到试件BZ1～BZ6中钢板的荷载－纵向应变关系曲线，见图4－11～图4－16所示。其中，钢板的压应变为正，拉应变为负，以下同。在加载早期，钢板的轴向应变基本呈线性增加。随着荷载的增加，不同位置的钢板先后出现不同程度的局部屈曲状态，具体简述如下：

图4－10　应变片布置图

图4－11　试件BZ1荷载－纵向应变关系曲线

图4－12　试件BZ2荷载－纵向应变关系曲线

图4－13　试件BZ3荷载－纵向应变关系曲线(www.xing528.com)

图4－14　试件BZ4荷载－纵向应变关系曲线

图4－15　试件BZ5荷载－纵向应变关系曲线

图4－16　试件BZ6荷载－纵向应变关系曲线

由图4－11可见，试件BZ1中1#应变片在加至750kN时，压应变开始变小，说明此处钢板产生了局部屈曲；之后压应变逐渐变成了拉应变，局部屈曲变形逐渐增加。其余应变片读数显示钢板发生局部屈曲临界点稍迟，并且是不同步的，该现象与文献［47］的试验结果相吻合。更为重要的是，当1#应变片读数显示该处钢板存在局部屈曲时，试验过程中从钢板的外观上并未发现可见的局部屈曲变形。此时的荷载约为可见屈曲变形对应荷载的62.5%，为极限荷载的43%。出现上述现象的主要原因在于钢板与砖砌体之间的缝隙采用灌注结构胶填充，结构胶的侧向粘结力对钢板的局部屈曲起到很好的约束作用。当钢板的局部点产生屈曲趋势时，局部屈曲点的相邻位置的结构胶界面与钢板并未脱开，其粘结力仍然对钢板起到一定的约束作用，有效地延缓了钢板局部屈曲变形的发展，不至于钢板立刻形成宏观上可见的局部屈曲变形。此外，钢板内侧包裹约束的是砖砌体，砖砌体的砌筑很难保证质量非常均匀，轴心受压时容易产生一定的偏心影响。

试件BZ2与BZ1一样，同样存在应变片实测得到的钢板局部屈曲临界点荷载小于钢板外观出现可见屈曲变形时对应的荷载值。

在试件BZ3、BZ4中，应变片读数显示钢板有局部屈曲变形时对应的荷载值与钢板出现可见屈曲变形时的荷载值基本相等。这一点与试件BZ1、BZ2不同，也进一步证明了结构胶的侧向粘结力对钢板局部屈曲出现宏观可见变形的影响。因为在试件BZ3、BZ4中，钢板厚度为5.5mm，大于试件BZ1、BZ2中的钢板厚度。钢板厚度越大，钢板自身刚度相对未发生结构胶剥离的边界约束刚度的比值越大；此时，钢板发生临界局部屈曲的宏观变形能力增强，其容易被观察到。

试件BZ5、BZ6由于钢板厚度更大，其应变片读数显示钢板有局部屈曲变形时对应的荷载值与钢板出现可见屈曲变形时的荷载值基本相等。此外，试件BZ5、BZ6与前面四个试件明显不同的是，钢板表面大范围的吕德尔斯剪切滑移线表明钢板整体进入屈服状态。但是，在试件BZ1～BZ4中，未见钢板上出现吕德尔斯剪切滑移线。