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1、简支钢桁架弹性形态试验报告(试验指导书)学校： 专业： 班级： 姓名： 学号： 华南理工大学土木与交通学院土木系二一六 年 六 月简支钢桁架弹性形态试验报告1、前言进行简支钢桁架非破坏性试验，是为了学习结构试验的计划及报告的指定方法，常用设备的操作技术，试验数据的采集过程，试验结果的整理，试验报告的撰写方法。进而培养观察表面现象，探求内在联系，独立思考，独立工作的能力。本实验要求学生在了解原始资料的基础上，独立制定试验计划，参加试验过程，采集整理试验数据，分析试验结果，完成试验报告，并参加从试验准备到正式试验的全部过程。2、原始资料该试验梁跨度2.85m，各杆件截面为2L505，节点板与填板均
2、厚5mm，材料采用Q235B，结构简图如下图所示。3、试验目的1）了解钢结构节点的处理方式；2）学习掌握土木工程试验中常用仪器仪表的使用方法，掌握通过电阻应变计及桥路的布置进行结构内力的测量；3）通过桁架节点位移、杆件内力的测量对桁架的工作性能做出分析，验证理论计算和试验值的准确性；4）分析加载点变化对桁架内力及变形的影响，并做出相应的评价；5）通过节点板处内力分析，了解节点处的应力分布特征。4、试验计划4.1加载方案对桁架梁进行三点压弯加载，在桁架跨中顶部施加荷载，荷载从0加至50kN，每级荷载5kN，加载间隔3min。4.2量测方案与测点布置考虑桁架及加载的对称性，对半侧桁架杆件及节点板的
3、应变、支座及跨中的位移进行测量，每完成一级加载后，持荷3min，然后采集各测点的数据。具体测点布置及编号如下图所示。其中，各杆件的应变测点选在杆件中部的形心线上，正反两面均布置，测量值取平均值，以减少误差；测量支座的挠度以排除支座的沉降对跨中挠度的影响。5、试验结果及分析钢桁架应力应变数据荷载(kN)05.039.9315.119.92530.134.839.744.949.8编号应变()10-26-52-79-105-131-158-182-208-235-25920-24-49-74-97-121-146-168-191-214-235307152229364349566370409182
4、73644536270798750026810121416181960011223666770-29-61-92-122-154-185-215-246-277-30780-20-49-80-109-138-167-195-223-252-278902144678811113315517619922010021436585107129150171192212110112233445465758595104120132741536781941071211331300381114172023262914003710131518212326150-26-53-80-106-133-160-186-2
5、12-239-264160-26-54-82-109-137-165-193-220-248-275170-23-46-68-91-114-137-159-181-205-226180-21-43-66-86-108-130-150-171-193-213190357311114418122025629533537020037761161531922322693073463822100-1-3-7-9-12-14-17-19-212200-3-8-11-15-19-22-26-30-33230179111416171921222401838587796116135154174193250-16
6、-34-52-70-88-107-125-144-164-183260-12-26-42-58-75-92-108-124-140-155270-25-50-77-102-127-153-176-199-224-247280-14-26-37-48-59-69-78-87-97-1052917101417212528323630184062821051271471691912113100000000000320-17-36-54-73-90-109-127-145-164-18033013891114151617185.3将实验得到的杆件内力、桁架整体变形与理论值进行比较，分析差异并给出解释钢
7、桁架基本数据信息：1、杆件截面积A=960.6mm2；2、Q235弹性模量E=200000MPa；3、抗拉刚度EA= 192120000N；4、抗弯刚度EI= 22420000000Nmm2。由结构力学求解器可得纯铰接、纯刚接的钢桁架轴力图。图 纯铰接轴力图（P=1000N）图 纯刚接轴力图（P=1000N）实测数据与理论值的比较。荷载(kN)杆件轴力系数(=杆件轴力/荷载)1/23/45/67/89/1011/1213/1415/1617/1819/2021/220.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.005.03-0.950.310.00
8、-0.940.800.460.00-0.99-0.841.380.009.93-0.980.320.03-1.060.840.470.06-1.04-0.861.44-0.0415.10-0.970.310.04-1.090.840.470.10-1.03-0.851.44-0.0719.90-0.980.310.05-1.120.840.470.10-1.04-0.861.44-0.0925.00-0.970.310.05-1.120.840.460.10-1.04-0.851.43-0.0930.10-0.970.310.05-1.120.840.470.10-1.04-0.851.44-
9、0.1034.80-0.970.310.06-1.130.840.470.10-1.05-0.851.45-0.1039.70-0.960.300.05-1.130.840.460.11-1.04-0.851.46-0.1044.90-0.960.300.05-1.130.840.460.10-1.04-0.851.46-0.1049.80-0.950.300.05-1.130.830.460.11-1.04-0.851.45-0.10平均值-0.970.310.04-1.100.830.470.09-1.03-0.851.44-0.08纯铰接-0.650.430.00-0.930.710.4
10、30.00-0.93-0.711.430.00偏差+0.31-0.12+0.04+0.17+0.13+0.04+0.09+0.11+0.14+0.01+0.08偏差率+48.31%-27.48%-+18.72%+18.00%+9.48%-+11.83%+20.44%+0.94%-纯刚接-0.650.420.00-0.920.700.430.00-0.93-0.691.41-0.01偏差+0.31-0.12+0.04+0.18+0.14+0.04+0.09+0.11+0.16+0.02+0.07偏差率+47.94%-27.22-+19.36%+19.80%+8.76%-+11.61%+23.41
11、%+1.71%-对比分析：1、偏心影响：由测点9-10-30及测点13-14-29的应变值可以看出，其相互的相差程度很小，可以认为本次加载没有偏心。2、轴力误差：由上表格可以看出，钢桁架杆件轴力绝大多数的实测值比理论值大。其中，钢桁架的最外侧斜压杆受到压力比理论值大了约48%，而与其相连的下弦杆则比理论值少了约27%，分析节点力可以发现，杆件的理论夹角为49.6，而实际两轴力夹角为31.0，并且考虑到可能出现的弯矩微小影响，可以认为，该误差的成因为实际杆件焊接的尺寸有误差。3、零力杆：理论分析中，钢桁架的竖杆为零力杆，若按钢架分析，竖杆的轴力亦近似为0，而实际数据反映，零力杆亦出现了轴力，其原因在于受到荷载之后，桁架出现变形，直接受荷的竖杆受到压力，其余竖杆受到拉力。5.4分析节点板处的应力状态节点板实测数据如下表所示。荷载(kN)应力(MPa)2324252627285.030.203.60
