結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)-供參考

1、結(jié)構(gòu)力學(xué)桁架結(jié)構(gòu)受力性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)：1153377姓名：周 璇專業(yè)：土木工程實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016年05月04日周三，中午12:30-13:30實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師：陳濤理論課任課教師：陳濤一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）參加并完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，理解和掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)實(shí)踐掌握試件的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理的方法。（2）進(jìn)行靜定、超靜定結(jié)構(gòu)受力的測(cè)定和影響線的繪制。二、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)（一）空間桁架受力性能概述桁架在受結(jié)點(diǎn)荷載時(shí)，兩邊支座處產(chǎn)生反力，桁架中各桿件產(chǎn)生軸力，如圖1.1為在拋物線桁架結(jié)點(diǎn)分別加載時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。用Q235鋼材，桁架跨度6260=1560mm，最大高度260mm。桿件之間為鉸接相連。桿

2、件直徑為8mm。 圖1.1（二）實(shí)驗(yàn)裝置圖1.2為框架結(jié)構(gòu)側(cè)向受力實(shí)驗(yàn)采用的加載裝置，25kg掛鉤和25kg砝碼。采用單結(jié)點(diǎn)集中力加載，由砝碼、掛鉤施加拉力，應(yīng)變片測(cè)算待測(cè)桿件應(yīng)變。結(jié)構(gòu)尺寸如圖1.2所示。圖1.2（三）加載方式 簡(jiǎn)單多次加載，將掛鉤和砝碼依次施加在各個(gè)結(jié)點(diǎn)，待應(yīng)變片返回?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定后，進(jìn)行采集。采集結(jié)束后卸下重物，等待應(yīng)變片數(shù)值降回初始值后再向下一節(jié)點(diǎn)施加荷載，重復(fù)采集操作。（四）量測(cè)內(nèi)容 需要量測(cè)桁架待測(cè)桿件的應(yīng)變值在前后四對(duì)桁架桿布置單向應(yīng)變片，具體布置位置如圖 1.2 所示，即加粗桿件上黏貼應(yīng)變片。 三、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)桁架上的5個(gè)位置分別施加相同荷載，記錄不同條件下各桿件的應(yīng)變

3、值。由公式可以得到 其中：F桿件軸力EQ235鋼彈性模量d桿件直徑 桿件應(yīng)變值 桿件應(yīng)力A桿件橫截面積因而可以求得各桿件軸力，進(jìn)而得到不同桿件的軸力影響線。四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）將載荷掛在加載位置1，待應(yīng)變片返回?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定后，采集相應(yīng)應(yīng)變數(shù)據(jù)。（2）待應(yīng)變片數(shù)值降回初始值后，重復(fù)（1）中操作，將荷載分別掛在加載位置2,3,4,5，分別采集記錄各自對(duì)應(yīng)的各桿件應(yīng)變數(shù)據(jù)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與整理?xiàng)U件編號(hào)1-11-21-31-41-51-61-71-8應(yīng)變值（）加載位置169-152-429-428-7加載位置267-341-899-1415-21加載位置321100-121329-37加載位置423132-8

4、111614-21加載位置56114-505315-9表2.1 實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)將對(duì)應(yīng)位置桿件應(yīng)變值取平均值，得到所示一榀桁架四根桿件的應(yīng)變值如表2.2所示。桿件編號(hào)1-11-21-31-4平均應(yīng)變值（）加載位置139-9.515-24.5加載位置238-248-55加載位置31264.5-79加載位置4179.58-51加載位置55.579.5-29.5表2.2 應(yīng)變平均值利用公式其中， ，Q235鋼彈性模量 經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到不同加載位置下桁架不同桿件的軸力值，如表2.3所示。桿件編號(hào)1-11-21-31-4軸力（N）加載位置1392-96151-246加載位置2382-241 80-553 加

5、載位置31216045-794加載位置4171 9680-513加載位置5 557096 -297表2.3 不同加載位置桿件軸力根據(jù)表2.3數(shù)據(jù)可以作出四根不同桿件軸力影響線圖的大致形狀，如圖1.3所示。圖1.3由截面法求得桿件理論值如表2.4桿件編號(hào)1-11-21-31-4軸力（N）加載位置1187-9472-130加載位置2375-187143-260加載位置328194215-390加載位置4187 63143-260加載位置5 943172 -130表2.4由表2.4作圖1.4，如圖所示圖1.4六、 實(shí)驗(yàn)分析討論比較實(shí)驗(yàn)所得軸力影響線與理論計(jì)算所得軸力影響線可知，二者所得影響線大致形狀

6、一致，但個(gè)別桿件軸力值相差較大，特別是1-4位置桿件軸力，實(shí)驗(yàn)值接近于理論計(jì)算值的2倍，存在較大程度偏差。1、出現(xiàn)理論值與實(shí)驗(yàn)值相差較大情況可能由以下原因造成：（1）桁架加載方式為將荷載懸掛于兩榀桁架的中間連接橫桿上，很難做到加載位置在橫桿中點(diǎn)，因而存在兩榀桁架受力情況不一致的情況，使兩側(cè)對(duì)應(yīng)桿件應(yīng)變值存在較大差異而影響最終結(jié)果。（2）桁架節(jié)點(diǎn)處并不是理想的鉸接，因而與按鉸接計(jì)算所得理論值必然存在一定誤差。（3）實(shí)驗(yàn)中桿件會(huì)發(fā)生變形相應(yīng)角度等會(huì)發(fā)生改變，而理論計(jì)算忽略了桿件變形2、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案（1）由于重物直接用彎頭掛在腹桿上，桁架受力位置較難固定，可以在腹桿正中的位置固定鉤環(huán)，再把重物掛上去。（2）該實(shí)驗(yàn)室的空間太過(guò)擁擠，學(xué)生人數(shù)較多