同济大学5m钢桁架结构静力分析试验报告

1、5M钢桁架结构的静力分析建筑结构试验学生证：名称：2012-121.研究目的：1.1进一步掌握结构静力试验中各种常用仪器设备的使用方法，了解其主要技术指标，熟悉结构静力试验的基本操作流程；1.2掌握结构试验方案设计的基本原则，能够在教师的指导下制定完整的结构试验方案；1.3掌握结构性测试数据整理和分析的基本原则，能够在教师的指导下撰写相对完整的实验研究报告。1.4设计综合性实验教学方法，激发学生参与实验的积极性，培养学生主动创新的意识、勇于探索的精神和科学实验的态度，提高学生的综合素质。二、测试设计：2.1样本设计试件采用5M空腹钢桁架。样本的设计如图1所示。截面由17612圆钢管和方钢管组成

2、，边长200，壁厚8毫米，如图2所示，试样的钢材为Q235B。图1 5m空腹钢桁架试件示意图图2样品截面2.2装载方案固定铰支座和滑动铰支座设置在5M空心钢桁架试件的S1和S2位置。如图3所示，在P1和p2处施加集中载荷P。图3测试条件2.3实验的具体步骤：1.教师讲解了实验的基本情况，讲解了结构性实验方案的设计，组织实验设施，以及处理实验数据和撰写研究报告的基本原则和注意事项。2.学生可以自由选择实验条件。分组讨论。3.安装样品后，选择测量点进行连接。一组学生一起讨论并选择了应变仪的20个测量点。在图上标出，然后逐个检查试件上的测量点，找出连接到上面应变仪的导线，并将导线本身连接到数据采集板

3、上。连接后逐个检查。还要检查位移测量装置的正确性。手动移动不同的位移装置，观察数据采集装置中的位移值是否相应变化。4.先预加载，先加P=20KN，检查各种加载和测试仪器是否正常工作。检查应变仪的连接是否正确。根据这一概念，判断各构件的应变应力是否正确。并根据事先选定的对称测量点检查连接是否正确，看它们的值是否相同。5.在正式测试期间，最大载荷为P=75KN，分为五个载荷等级，每个等级约为15KN。每一级加载后，观察试验现象，读取所有仪器仪表，记录相应的试验现象和关键试验数据。6.满载后，分两个阶段卸载，并记录相应的试验现象和关键试验数据。7.卸载完成后，复制自动收集和存储的电气测试数据。8.组

4、织分析实验数据，撰写实验报告。2.4测试方案A.偏转“f”测试利用数据采集系统和电动位移传感器测量了5M钢桁架试件下弦的挠度。同时，两个电动位移传感器安装在两个支架上，测量支架的刚性位移，用于校正挠度测试结果。本次试验布置了五个基本测点，位移计型号为YHD-200 YHD-30。挠度测试的基本测点布置如下图所示。图4挠度测量点的布置测量点与通道的对应关系：地图上的测量点D1(左支持)D3(穿过中间和左侧)D4(横跨)D5(横跨中部和右侧)D7(右支架)相应的仪器通道号2-52-62-72-82-9B.桁架构件应变的“”试验用电阻应变测试法测量了5M钢桁架试件弦杆和腹板的应变。由于工作条件是对称

5、加载，在讨论过程中，基本上是从杆的一侧测量应变。然而，为了检查应变仪导线的连接精度，测量点33、34和37、38设置在右侧。这样，通过与应变仪的比较，就可以判断接线是否正确43-15336-61643-26343-41743-36743-6三.主要测试结果3.1试样的应力过程在该试验中，在点P1-1和点P2-2处施加两个对称的集中力。装卸顺序为0.15千牛顿30千牛顿45千牛顿60千牛顿75千牛顿40千牛顿图8装载速率图因为载荷是对称的，所以试样的应力是对称的，而应变是对称的。因此，在加载过程中，我们也随时观察数据采集系统中相应的数据是否相同。123.2腹板构件的应变在本试验中，应变仪1、2、

6、7、8、23、25、26和67是腹杆的测量点。应变值()载荷(千牛顿)第一2号。7号8号23号25.26号67号0000000004.97-221333239.97-1111023214.96-5110012119.96-7000-200-124.95-8-1-10-411-329.95-10-3-3-1-300-134.94-11-3-20-302-139.94-13岁-3-20-400044.94-15岁-4-3-1-2-10-249.93-15岁-5-30-3-10-254.93-17岁-6-30-4-30-459.92-20-7-4-1-60-1-464.92-21岁-7-5-2-50

7、0-569.92-22-9-6-2-7-40-674.91-25-10-7-2-8-2-2-6荷载作用下腹杆的应变曲线分析和数据误差分析：从图中可以看出，腹杆的应变很小，几乎没有，这也与静态分析一致。1号测点的数据测得的应变很大，但在同一截面上与之对称的2号测点的应变很小。分析原因：1、2个测点位于支架处，应力较大，应产生较大应变。支架的未知偏移可能导致元件产生偏置电压，从而导致这种现象。事实上，如果纯粹从理论上分析，腹板构件的力很小。然而，由于钢筋实际上是半刚性的，接头会传递一些弯矩。因此，腹杆有张力。3.3上弦应变在该试验中，应变仪1、2、7、8、23、25、26和67是上弦的测量点。应变

8、值()载荷(千牛顿)第九号15号16号19号20号33号34号53号00-11001104.97-8-14岁11-13岁14-13-39.97-21岁-3222-3225-52-914.96-35-5034-5538-19岁6-14岁19.96-50-7348-7849-3410-21岁24.95-65-9358-10160-4712-28岁29.95-80-11573-12573-6018-3634.94-94-13786-14784-7321-4339.94-110-15697-16997-8524-4944.94-124-178111-193110-9825-5649.93-139-20

9、0125-216122-11230-6354.93-154-222137-239133-12434-6959.92-169-245150-264146-13737-7864.92-185-267163-287158-14942-8469.92-200-289175-310170-16445-9174.91-216-311189-334182-17748-98载荷的上弦应变曲线根据图形分析，基本符合理论分析。也就是说，靠近跨度中间的测量点15和19的应变值也较大，因为横截面上的应力相对较大且靠近跨度中间，而两侧测量点的应变值相对较小；上弦的上部受压，下部受拉，所以上应变为正，下应变为负；比较位于

10、同一杆件上的9个和19个测点，19个测点的应变值相对较大，因为它靠近节点，并且有二次弯矩的影响。3.4下弦应变在该测试中，应变仪11、12、17和63是下弦的测量点。应变值()载荷(千牛顿)11号12号17号63号010114.97-413-769.97-12岁26-16岁914.96-18岁43-26岁1519.96-2557-402324.95-3373-523029.95-4090-633434.94-46104-744239.94-54122-864944.94-61137-965549.93-67155-1096354.93-75169-1226959.92-83185-135756

11、4.92-89201-1468269.92-96217-1578974.91-105232-17094荷载下下弦杆的应变曲线从图中可以看出，靠近跨度中间的测点受力较大，因此应变值相对较大。下弦杆与上弦杆相似，由于它是受弯构件，所以上部受压，下部受拉。四.测试结果分析荷载的挠度关系下弦杆上有5个位移测量点。他们分别是d-1、d-3、d-4、d-5和d-7。以下是从实验中获得的载荷和位移数据偏转毫米)载荷(千牛顿)d1d3d4d5d700-0.004-0.0040.00404.970-0.159-0.143-0.12709.97-0.004-0.414-0.389-0.3280.011814.96

12、-0.0199-0.781-0.803-0.685019.96-0.0437-1.149-1.2-1.047-0.023624.95-0.0676-1.534-1.614-1.416-0.051229.95-0.1113-1.926-2.045-1.794-0.090634.94-0.1431-2.298-2.462-2.163-0.102539.94-0.1829-2.679-2.876-2.537-0.141944.94-0.2385-3.063-3.302-2.914-0.169549.93-0.2743-3.464-3.728-3.3-0.189254.93-0.33-3.82-4.1

13、26-3.666-0.232559.92-0.3737-4.204-4.556-4.055-0.260164.92-0.3936-4.597-4.966-4.429-0.291669.92-0.4413-4.994-5.384-4.786-0.323274.91-0.489-5.382-5.806-5.18-0.3586荷载的挠度曲线从曲线可以看出，D3、d4和D5测点在跨中的挠度几乎相同，而D4在跨中的挠度最大，这与理论分析一致。五.结论5.1从“Load 腹杆应变曲线”、“Load 上弦杆应变曲线”和“Load 下弦杆应变曲线”可以发现，在整个加载和卸载过程中，荷载和应变之间的关系趋于线性，因此可以推断，在试验过程中，上弦杆、下弦杆和中间腹杆处于线性弹性状态。5.2在“荷载上弦应变曲线”中发现，应变计越靠近，跨中应变值越大。这与整个桁架的应力特性一致。由于两个截面同时受简支和集中荷载作用，跨中弯矩相对较大，上弦受压，跨中应力相对较大，因此离跨越近，应变值越大。5.3由于施加的载荷较小，从“载荷应变曲线”可以推断