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01简支钢桁架结构试验指导书
01简支钢桁架结构试验指导书2016
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2L50×5，节点板与填板均厚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）
0
5.03
9.93
15.1
19.9
25
30.1
34.8
39.7
44.9
49.8
编号
应变（μ）
1
0
-26
-52
-79
-105
-131
-158
-182
-208
-235
-259
2
0
-24
-49
-74
-97
-121
-146
-168
-191
-214
-235
3
0
7
15
22
29
36
43
49
56
63
70
4
0
9
18
27
36
44
53
62
70
79
87
5
0
0
2
6
8
10
12
14
16
18
19
6
0
0
1
1
2
2
3
6
6
6
7
7
0
-29
-61
-92
-122
-154
-185
-215
-246
-277
-307
8
0
-20
-49
-80
-109
-138
-167
-195
-223
-252
-278
9
0
21
44
67
88
111
133
155
176
199
220
10
0
21
43
65
85
107
129
150
171
192
212
11
0
11
22
33
44
54
65
75
85
95
104
12
0
13
27
41
53
67
81
94
107
121
133
13
0
0
3
8
11
14
17
20
23
26
29
14
0
0
3
7
10
13
15
18
21
23
26
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）
23
24
25
26
27
28
5.03
0.20
3.60
-3.20
-2.40
-5.00
-2.80
9.93
1.40
7.60
-6.80
-5.20
-10.00
-5.20
15.1
1.80
11.60
-10.40
-8.40
-15.40
-7.40
19.87
2.20
15.40
-14.00
-11.60
-20.40
-9.60
25.03
2.80
19.20
-17.60
-15.00
-25.40
-11.80
30.06
3.20
23.20
-21.40
-18.40
-30.60
-13.80
34.83
3.40
27.00
-25.00
-21.60
-35.20
-15.60
39.73
3.80
30.80
-28.80
-24.80
-39.80
-17.40
44.89
4.20
34.80
-32.80
-28.00
-44.80
-19.40
49.79
4.40
38.60
-36.60
-31.00
-49.40
-21.00
荷载（kN）
应力系数（=节点板应力/荷载）
23
24
25
26
27
28
5.03
0.04
0.72
-0.64
-0.48
-0.99
-0.56
9.93
0.14
0.77
-0.68
-0.52
-1.01
-0.52
15.1
0.12
0.77
-0.69
-0.56
-1.02
-0.49
19.87
0.11
0.78
-0.70
-0.58
-1.03
-0.48
25.03
0.11
0.77
-0.70
-0.60
-1.01
-0.47
30.06
0.11
0.77
-0.71
-0.61
-1.02
-0.46
34.83
0.10
0.78
-0.72
-0.62
-1.01
-0.45
39.73
0.10
0.78
-0.72
-0.62
-1.00
-0.44
44.89
0.09
0.78
-0.73
-0.62
-1.00
-0.43
49.79
0.09
0.78
-0.74
-0.62
-0.99
-0.42
平均值
0.10
0.77
-0.70
-0.58
-1.01
-0.47
45°应变花主应变及其角度：
最大主应变：
最小主应变：
最大主应变与x轴的夹角：
荷载（kN）
23-24-25节点板
26-27-28节点板
最大主应变
最小主应变
夹角（°）
最大主应变
最小主应变
夹角（°）
5.03
3.88
-6.88
-35.78
-0.19
-5.01
-42.62
9.93
8.39
-13.79
-34.15
-0.40
-10.00
-45.00
15.10
12.73
-21.33
-34.51
-0.38
-15.42
-43.09
19.87
16.89
-28.69
-34.59
-0.75
-20.45
-42.09
25.03
21.09
-35.89
-34.51
-1.29
-25.51
-41.20
30.06
25.46
-43.66
-34.58
-1.42
-30.78
-40.49
34.83
29.58
-51.18
-34.71
-1.73
-35.47
-39.88
39.73
33.77
-58.77
-34.69
-2.04
-40.16
-39.40
44.89
38.17
-66.77
-34.68
-2.17
-45.23
-39.24
49.79
42.32
-74.52
-34.73
-2.07
-49.93
-38.97
平均值
-34.69
-41.20
6、参加本次试验后的收获体会及建议：
在这个实验中，主要操作过程是贴应变片，测量构件尺寸，加载静载，利用软件记录数据等过程，在实验过程中应变片的位置要尽可能准确。
这个实验很好地锻炼了我们的实验动手能力，但在实验的过程中应该注意一些问题及细节，例如是要确保桁架节点处间隙要被消除，尽可能保证操作准确无误，减少实验误差，在本次试验中可能存在的误差有：
1、钢材本身存有缺陷。
2、桁架结构不对称，放在钢架上加压时没有精确在桁架中心，应变片贴片位置不够精确且左右贴片位置不对称。
3、桁架在加载过程中产生了塑性变形，同时桁架结点处的间隙，在预加载后没有完全消除。
4、加压点没有在桁架的对称轴所在的直线上，加的压力没有精确到整数。
5、应变仪读数不稳定，产生一定误差。
6、应变片的电阻值不同，导线的电阻值不同，将其忽略而导致对试验结果的影响。
7、应变仪、加压设备有滞后性，导致显示读数与实际值有偏差，其他实验条件达不到理论的要求也影响了试验结果。
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