简支钢桁架的静载试验报告

简支钢桁架的静载试验

一、试验目的

1、掌握常用静态测试仪器仪表的使用方法；

2、学习结构静载试验的加载方案制定、测点布置和观测方法；

3、掌握结构静载试验数据整理和分析方法。

二、试验试件及仪器设备

1、试件：钢桁架，如图2-1所示。试件跨度L、高度h、杆件截面均为双肢等边角钢。L=1800，a=h=0.6m；桁架的上、下弦、垂杆均采用等边角钢２L40 4；

图2-1钢桁架试件示意图

2、加载设备：液压千斤顶1台、荷载传感器1只、电阻应变仪2台、竖向加载架1套。

3、测试设备：位移计2只、磁性表座2只、仪表支架2座、静态电阻应变测试仪2台（电脑）。

三、试验方案

1、加载装置：如图2-2所示，试件一端采用滚动铰支座、另一端采用固定铰支座，在试件跨中施加竖向集中力，采用液压千斤顶加载，千斤顶与试件之间装有荷载传感器，以测定力值。考虑到试件高度较小，故可不设侧向支承。

2、加载步骤：正式实验前应先预载一次，预载值为一个加荷级，检查试验装置；试验时，分五级施加荷载，每级为2kN，每级荷载持续时间不少于10min；加至满载10kN时，持荷20min，然后分2级卸载。加载过程中，注意观察试验装置和试件反应，发现事故隐患或意外情况，应立即停止加载并及时卸载，重新调整装置，以确保试验安全。

3、观测方案：观测项目主要是桁架的挠度和杆件内力。

1)挠度量测采用位移计，在桁架的跨中布设位移传感器1#，2#。位移计用

磁性表座固定在支架上，支架应与试件支敦分开，固定于试验台座上，

整个试验过程中应保持仪表支架稳固不动。2)

杆件内力通过量测杆件轴向应变值经计算而得。杆件应变由粘贴在杆件截面上的应变片和电阻应变仪进行量测，应变测点布置如图2-2所示。试验前预先贴好应变片，并按应变仪说明书采用多点测量线路连接好导线。在桁架的1-1,2-2,3-3，…8-8杆件截面处均1/4桥路布设应变测点；

图2-2钢桁架加载装置

测点布置示意图

1--试件；2--支座；3--支敦；4--加载架横梁；5--千斤顶；6--荷载传感器；7--试验台座；8--电阻应变计；9--百分表

1

23

7

5

46

8

9

4、数据整理、计算：

（1）桁架跨中挠度计算：

①实测值：

o m

o q u a =(5-1)

o

m

u ——试验荷载作用下的跨中位移实测值；②理论计算值：按力学方法（单位荷载法）计算跨中节点的位移。

（2）杆件内力计算：

①根据所测杆件的应变值，求杆件内力：

A

E N m ⋅⋅=ε(5-3)

式中εm ——实测截面应变值；

N ——实测截面上的轴向力；E ——实测桁架杆件的弹性模量；A ——实测桁架杆件截面面积。

②桁架杆件内力的理论计算值：可按结构力学方法计算（节点发或截面法）。

四、试验步骤

１、计算出各级荷载下控制点的应变值及位移值；

２、桁架就位，安装、连接并调试仪器仪表；

３、加P ∆荷载作预载，测取读数。检查仪器、仪表，桁架及加载装置等是

否能正常工作，如发现问题，应及时排除；４、仪器仪表调零（或初读数）；５、正式加载及观测数据；

６、满载读取数据后分二级卸载；７、数据整理并编写实验报告；

五、试验数据、结果整理、分析：

１、杆件内力及跨中挠度理论计算表（附表1）；

用结构力学方法计算试件在试验荷载作用下所测节点的挠度理论计算值和所测杆件的内力理论计算值（不计自重）（举一例，写出计算过程）

２、位移量测数据记录表（附表2）；

（1）绘制所测桁架下弦节点的荷载－挠度（P- ）试验曲线和理论曲线。

（2）比较满载时所测节点挠度的实测值a o和理论计算值a c，计算相对误差并分析产生误差的原因。

３、杆件应变量测数据记录表（附表3）；

（1）计算各级荷载下所测各杆件的内力实测值（计算结果列入附表4），并与理论计算值进行比较。（举一例，写出计算过程）

（2）根据试验结果分析桁架的受力特点。

附表1杆件内力、跨中挠度理论计算表

P(KN)

控制点

246810

杆

件

截

面

应

力（Mpa）1 2 3 4 5 6 7 8

挠度

)

(mm

f下弦跨中

备注1.角钢弹模2

5/

10

06

.2mm

N

E⨯

=；面积AL40⨯4=3.086cm2；

2.∑

=

EA

L

N

N

f P

2

1

附表2位移量测记录表

荷载(kN)

测点号：1#测点号：2#挠度实测值（με）(mm)（με）(mm)（计算公式）

2

4

6

8

10

附表3应变量测记录表荷载P(KN)

控制点

杆件截面应变（με）

1

2 3 4 5 6 7 8 1’2’3’4’5’6’7’8’

附表4杆件内力计算表

荷载(kN)杆件编号：1杆件编号：2杆件编号：3杆件编号：4

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

荷载(kN)杆件编号：5杆件编号：6杆件编号：7杆件编号：8

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

实测值

N o

计算值

N c

比值

N c/N o

１２