钢结构桁架实验

简支钢桁架静载非破坏性实验一、实验目的(1)了解所用仪器的原理，学会所用仪器设备的安装、操作与读数。(2)通过对钢桁架各杆件的应变和钢桁架下弦结点的挠度的量测，来检验桁架的工作特性和验证桁架。(3)通过实验，学会实验数据的采集。(4)掌握结构实验中静力实验的基本过程和方法；进一步学习、掌握应变和挠度测量仪器的性能、安装和使用方法；了解桁架结构的加载方法、原理和特点。通过对构件内力、挠度、杆件附加弯矩的测定，运用相关专业知识，根据实验数据对桁架结构的工作性能作出评定，掌握静力实验的数据处理分析和结构性能评定技能，解决工程实际问题。分析、整理与表达。二、实验重点本实验的重点和难点主要有以下几方面的内容:1、桁架的工作特性:在结点荷载作用下桁架各杆件呈二力杆特性，具体地说是上弦为压杆，在应变特性上表现为负应变(压应变)，下弦杆为拉杆在应变特性上表现为正应变(拉应变)，腹杆中有拉杆、压杆、零杆(要特别注意其前提:在结点荷载作用下，这点在误差分析中很重要)。2、桁架计算理论:节点法和截面法。3、时效作用对实验结果的影响:钢结构在某级荷载作用下其变形充分发展一般需要两个小时，但是由于时间关系学生在实验课上不可能按两小时加一次荷载，这也是产生误差的主要原因。4、加载—卸载分析:对加载到某级荷载与卸载到同一级荷载的杆件应变和结点的挠度进行对比分析、总结，可以发现规律，分析原因。5、实验数据的采集、分析、整理与表达:采集的方法，要点;实验数据的定性分析与定量分析相结合;实验数据的整理应优先采用表格表达方式;实验数据的表达一般采用图、表(记录表格、计算表格、结果表格)、数学函数表达式。三实验方案桁架实验一般多采用垂直加荷方式，桁架实验支座的构造可以采用梁实验的支承方法，支承中心线的位置尽可能准确，其偏差对桁架端结点的局部受力影响较大，对钢筋混凝土桁架影响更大，故应严格控制。图1钢结构桁架实验示意图桁架的实验荷载不能与设计荷载相符合时，亦可采用等效荷载代换，但应验算，使主要受力构件或部位的内力接近设计情况，还应注意荷载改变后可能引起的局部影响，防止产生局部破坏。观测项目一般有节点挠度和转角、杆件内力等。测量挠度，可采用挠度计或水准仪，测点一般布置于下弦结点。杆件内力测量，可用电阻应变片或接触式位移计，其安装位置随杆件受力条件和测量要求而定。实验步骤：首先预载，加10KN荷载，循环两次，做预载实验。其目的为：消除节点和结合部位的间隙，使结构进入正常工作状态；检查全部实验装置的可靠性；检查全部观测仪表的工作是否正常；检查现场的组织工作和人员的工作情况。然后卸载，及时排除发现的问题。预载过程中要注意观察应变及挠度测试仪表的读数是否发生变化，变化情况是否正常。然后开始正式加载及测量，采用分级等量的荷载进行加荷，每加一级荷载之后稳载5分钟，然后读取应变及挠度数据，记录。实验共进行两个循环，排除所测读数的偶然性。荷载分级参照梁的实验。桁架实验由于荷载点高，加荷载过程中要特别注意安全，以防损坏仪器设备和造成人身伤害。本实验采用缩尺钢桁架作非破损检验，以达到熟悉的目的。杆件应变测量点设置在杆件的中间区段，为消除自重弯矩的影响，电阻应变片均安装在截面的重心线上。在水平杆的支座处装倾角仪，量测在各级荷载下的转角变化。挠度测点均布置在桁架下弦结点上，同时支座处尚应装置百分表测量沉降值（及侧移值）。