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剪跨段钢板荷载导致的应力变化试验研究

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据三个方向的应变求出测点随荷载变化的主应力和最大剪应力,然后取各试件5组应变花中主应力最大的测点数据进行分析。由于试件的剪跨段同时受到剪力和弯矩的作用,其应力较为复杂。五个试件的Von Mises应力与荷载的关系曲线见图9-21所示。因此,试件QL1中的Von Mises应力在相同荷载等级下都大于其他4个试件。

剪跨段钢板荷载导致的应力变化试验研究

为了考察钢板-砖砌体组合托梁支座附近的受力情况,在托梁靠近支座处避开螺栓沿梁高度方向布置了5组应变花,正反面东西支座一共4排(图9-5)。原本计划取4排应变花对应位置的平均值作为计算依据,但是由于试验中有些应变片失效。因此,取了其中较为完整与合理的测点作为计算依据。根据三个方向的应变求出测点随荷载变化的应力和最大剪应力,然后取各试件5组应变花中主应力最大的测点数据进行分析。

由于试件的剪跨段同时受到剪力弯矩的作用,其应力较为复杂。因此,将应变测点得到的应变先换算成这点的主应力,再由主应力得到这点的Von Mises应力,然后应用Mises屈服准则对截面受力状态进行判断,将与钢板材性试验得出的屈服强度σs进行对比,观察钢板是否屈服进入塑性阶段[69]。当<σs时,钢板没有屈服;当=σs时,钢板处于临界状态;当>σs时,钢板屈服,即进入塑性状态。五个试件的Von Mises应力与荷载的关系曲线见图9-21所示。

图9-21 Von Mises应力发展曲线(www.xing528.com)

依据图9-21所示的试验结果,可以得到以下结论:

(1)随着荷载的增加,五个试件的Von Mises应力不断增大,且基本成线性增加;

(2)试件QL1~QL3及QL5侧板的屈服强度为354.3 MPa,试件QL4屈服强度为343.0 MPa;五个试件的最大Von Mises应力与屈服强度的比值分别为:69.4%、80.6%、48.7%、71.0%和44.0%,表明侧板仍处于弹性阶段,还有继续承载的潜力,在试验荷载作用下,剪跨段钢板的破坏不会发生在加载点之间钢板的破坏之前,因此剪跨段截面不作为试件破坏的控制截面;

(3)试件QL1由于墙体较矮,墙体的内拱效应不明显,而其他4个试件由于砌体内的拱效应,部分荷载直接传递到支座上。因此,试件QL1中的Von Mises应力在相同荷载等级下都大于其他4个试件。

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