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《建筑構(gòu)造試驗》5M鋼桁架構(gòu)造靜力分析試驗爭論報告建筑構(gòu)造試驗建筑構(gòu)造試驗10/12名目\l“_TOC_250012“爭論目的 2\l“_TOC_250011“試驗設(shè)計 2\l“_TOC_250010“試件設(shè)計 2\l“_TOC_250009“加載方案 2\l“_TOC_250008“測試方案 4\l“_TOC_250007“主要試驗結(jié)果 5\l“_TOC_250006“試件受力過程 5\l“_TOC_250005“腹桿應(yīng)變 6\l“_TOC_250004“上弦桿應(yīng)變 7\l“_TOC_250003“下弦桿應(yīng)變 8\l“_TOC_250002“試驗結(jié)果分析 8荷載-撓度曲線 8\l“_TOC_250001“理論計算比照 9\l“_TOC_250000“5結(jié)論 11爭論目的分析將該構(gòu)造簡化為桁架模型進(jìn)展計算分析的準(zhǔn)確性和合理性驗證對稱荷載作用下對稱構(gòu)造應(yīng)變的對稱性比較靠近桿件相交處與桿件中部截面上應(yīng)變的關(guān)系單個截面上應(yīng)變分布狀況的爭論試驗實測與軟件理論計算結(jié)果比照分析試驗設(shè)計試件設(shè)計15M鋼桁架構(gòu)造靜力分析試驗試件2桿件截面尺寸圖〔單位:mm〕試驗試件承受一榀“1,應(yīng)變片粘貼位置為上下翼緣中部和腹板前后中部,如圖2所示。加載方案5M“KS-1處設(shè)置滑動鉸支座,S-234P-1P-2位置處設(shè)置加載點。圖3滑動鉸支座 圖4固定鉸支座55M“K”型鋼桁架試件試驗工況6加載裝置示意圖7油泵示意圖P-1P-2P=75kN5方式如圖6下的集中力150kN,經(jīng)分布梁安排后作用在鋼桁架上,每個加載點產(chǎn)生豎直向下的集中力75kN7所示。測試方案8位移計和應(yīng)變片位置示意圖9測量電橋圖10數(shù)據(jù)采集板11試驗承受的位移及應(yīng)變測點12電阻應(yīng)變計示意圖撓度f測試?yán)脭?shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電測位移傳感器,測量5M鋼桁架試件上、下弦撓度,同時在兩支d-1、d-2d-3。桁架桿件應(yīng)變ε測試5M鋼桁架試件弦桿和腹桿應(yīng)變。撓度測試位移計和電阻應(yīng)變計的分布位置如圖8910為連接電阻應(yīng)變計與計算機(jī)的數(shù)據(jù)采集板。本次試驗承受的位移和應(yīng)變測點如圖11所示,實際12所示。主要試驗結(jié)果試件受力過程H型鋼同一截面的上下翼緣及腹板的應(yīng)變也各不一樣。腹桿應(yīng)變腹桿翼緣應(yīng)變-腹桿翼緣應(yīng)變-荷載曲線500 101926384758677687951051151231341451529356μ-5變-10-15-20豎向總荷載(kN)左側(cè)下翼緣左側(cè)上翼緣右側(cè)下翼緣右側(cè)上翼緣1斜腹桿上下翼緣應(yīng)變曲線腹桿腹板應(yīng)變腹桿腹板應(yīng)變-荷載曲線50μ0 101926384758677687951051151231341451529356變-5應(yīng)-10-15豎向總荷載(kN)左側(cè)后腹板左側(cè)前腹板右側(cè)后腹板右側(cè)前腹板2斜腹桿前后腹板應(yīng)變曲線783738和1112、41、42號電阻應(yīng)變計的應(yīng)變測量值。繪制成折線圖如表12所示。從表1〔即紅線和黃線和左右兩側(cè)下翼緣應(yīng)變值〔即藍(lán)線和灰線〕的試驗實測數(shù)據(jù)并沒有很好地吻合。從表2側(cè)后腹板和右側(cè)前腹板的應(yīng)變值〔即藍(lán)線和黃線;以及左側(cè)前腹板和右側(cè)后腹板〔和灰線。節(jié)點及桿件中部應(yīng)變-節(jié)點及桿件中部應(yīng)變-荷載曲線μ變應(yīng)-20豎向總荷載(kN)中部下翼緣中部上翼緣節(jié)點上翼緣節(jié)點下翼緣1050-50101926384758677687951051151231341451529356-10-153桿件連接處及中部翼緣應(yīng)變曲線3件上每個截面的受力狀況均不盡一樣,這是由于節(jié)點具有肯定的剛性而導(dǎo)致的。上弦桿應(yīng)變上弦桿應(yīng)變-荷載曲線5000 10192638475867上弦桿應(yīng)變-荷載曲線5000 101926384758677687951051151231341451529356-50μ-100應(yīng)-150-200-250豎向總荷載(kN)前腹板下翼緣上翼緣4上弦桿應(yīng)變曲線值上,前腹板與上翼緣的應(yīng)變值根本相等〔即藍(lán)線和灰線義的結(jié)論。下弦桿應(yīng)變拉,這一點可從截面應(yīng)變值得正負(fù)推斷:截面受壓時應(yīng)變值為負(fù),受拉時應(yīng)變值為正。試驗結(jié)果分析荷載-荷載-位移曲線21.5m移位向豎10.500 101926384758677687951051151231341451529356-0.5豎向總荷載(kN)左支座位移跨中位移右支座位移5荷載-位移關(guān)系曲線荷載荷載-撓度曲線180160140k 載100總向豎806040200(0.00)0.060.120.150.240.290.370.490.580.680.790.910.58跨中豎向撓度(mm)6荷載-撓度關(guān)系曲線試驗荷載-位移關(guān)系如表5d-1的讀數(shù);跨中位移d-2d-3的讀數(shù)。荷載-6所示,其中撓度按下式計算:撓度=跨中位移-1/2*〔左支座位移+右支座位移。豎向總荷載為液壓千斤頂施加的荷載,最大值加至150kN。由荷載-撓度曲線可以看出,試驗的加載和卸載曲線均根本呈線性,尤其是加載段,可以認(rèn)為構(gòu)造根本是處于彈性階段的。而荷載-位移曲線卻呈曲線,說明試驗設(shè)備的支座并不是抱負(fù)的滑動鉸支座和固定鉸支座,而簡化為具有肯定剛度的彈簧支座可能更準(zhǔn)確。理論計算比照MIDASCivilQ23513所示。荷載14kN。桿件連接節(jié)點均假設(shè)為剛接。13計算模型桿件截面14計算模型荷載與支座條件15構(gòu)造位移圖〔單位:mm〕16構(gòu)造應(yīng)力圖〔單位:N/mm〕17構(gòu)造彎矩圖〔單位:N·m〕軟件計算所得構(gòu)造位移圖、應(yīng)力圖和彎矩圖分別見圖151617。位移計算所得跨中豎向位移為0.742mm;依據(jù)試驗數(shù)據(jù)得出的構(gòu)造實測跨中豎向撓度為0.876mm,相差百分比為15.3%。造成誤差的其中一個緣由可能是建立模型季節(jié)點均假設(shè)為為桁架模型進(jìn)展計算分析的方式是可以承受的。應(yīng)力由軟件計算的應(yīng)力圖可以看出,最大拉應(yīng)力為20.3MPa,消滅在下弦桿;最大壓應(yīng)力為-49.2MPa,消滅在外側(cè)斜腹桿,對于Q235鋼材來說完全處于線彈性階段。且應(yīng)力并非完全固定鉸支座,導(dǎo)致構(gòu)造并非完全對稱,所以應(yīng)力也不完全對稱。彎矩151687.8N·m,-880.2N·m和剛接之間,產(chǎn)生的彎矩大小也介于圖中所示和零之間。結(jié)論將該構(gòu)造簡化為桁架模型進(jìn)展分析計算,對于位移計算來說是偏安全的,由于無視了便且誤差能掌握在肯定范圍內(nèi)的設(shè)

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