结构力学实验

1、结构力学桁架结构力学性能试验报告学生编号：1153377姓名：周璇专业：土木工程实验时间：2016年5月4日星期三中午12:30-1:30实验教师：陈涛理论课教师：陈涛一、实验目的(1)参与并完成规定的实验项目，了解并掌握实验方法和结果的结构，并通过练习和掌握样品设计和实验结果安排的方法。(2)测量静、超静定结构的应力，并画出影响线。二、结构实验(一)空间桁架受力性能概述当桁架由节点加载时，反作用力将在两侧的支撑处产生，轴向力将由桁架中的每个构件产生。图1.1为抛物线桁架节点分别加载时的结构示意图。采用Q235钢，桁架跨度为6260=1560毫米，最大高度为260毫米。这些杆是铰接的。杆直径为

2、8毫米。图1.1(2)实验装置图1.2为框架结构横向受力试验中使用的加载装置、25公斤吊钩和25公斤重物。单节点集中力用于加载，重物和吊钩施加张力，应变仪测量待测钢筋的应变。结构尺寸如图1.2所示。图1.2(3)装载方法简单地加载多次，依次在每个节点上施加钩子和重物，并在应变仪返回的数据稳定后进行收集。采集后，卸载重量，等待应变仪值回落到初始值，然后将载荷施加到下一个节点，并重复采集操作。(4)测量内容有必要测量待测桁架杆的应变值。前、后四对桁架杆上安装有单向应变仪，具体安装位置如图1.2所示，即厚杆上粘贴有应变仪。三、实验原理对桁架上的五个位置施加相同的载荷，并记录每个构件在不同条件下的应变

3、值。根据公式有空的其中：F杆的轴向力EQ235钢的弹性模量D杆直径应变值为巴构件应力A杆的横截面积因此，可以得到每个构件的轴向力，进而得到不同构件的轴向力影响线。四.实验步骤(1)将载荷悬挂在加载位置1，待应变片返回的数据稳定后，采集相应的应变数据。(2)应变片值回落到初始值后，重复(1)中的操作，将载荷挂在加载位置2、3、4、5，分别采集并记录各对应杆件的应变数据。V.实验结果及整理会员编号1-11-21-31-41-51-61-71-8应变值()装载位置169-15岁2-429-428-7装载位置267-341-899-1415-21装载位置321100-121329-37装载位置4231

4、32-8111614-21装载位置56114-505315-9表2.1实验原始数据对相应位置的杆件应变值进行平均，得到桁架四个杆件的应变值，如表2.2所示。会员编号1-11-21-31-4平均应变值()装载位置139-9.515-24.5装载位置238-248-55装载位置31264.5-79装载位置4179.58-51装载位置55.579.5-29.5表2.2平均应变使用公式其中，Q235钢的弹性模量经过计算，可以得到不同加载位置下不同桁架构件的轴力值，如表2.3所示。会员编号1-11-21-31-4轴向力(n)装载位置1392-96151-246装载位置2382-24180-553装载位置

5、31216045-794装载位置41719680-513装载位置5557096-297表2.3不同加载位置钢筋的轴向力根据表2.3中的数据，可以得出四种不同杆件的轴力影响图的近似形状，如图1.3所示。图1.3表2.4显示了通过截面法获得的杆的理论值会员编号1-11-21-31-4轴向力(n)装载位置1187-9472-130装载位置2375-187143-260装载位置328194215-390装载位置418763143-260装载位置5943172-130表2.4图1.4取自表2.4，如图所示图1.4六.实验分析与讨论将实验得到的轴向力影响线与理论计算得到的轴向力影响线进行比较，可以看出，影响线的形状l1.理论值和实验值之间存在很大差异，这可能是由以下原因造成的：(1)桁架的加载方式是将荷载悬挂在两个桁架的中间连接横杆上，因此很难将荷载位置定位在横杆的中点，因此存在两个桁架的受力情况不一致的情况，这使得两侧相应的杆件的应变值相差很大，影响最终结果。(2)桁架节点不是理想的铰链，因此铰链计算的理论值一定有误差。(3)在实验中，杆件会发生变形，相应的角度也会发生变化，而理论计算忽略了杆件的变形2.实验改进方案(1)由于重物用弯头直接挂在腹杆上，很难确定桁架的