一、试验目的

1．熟悉结构静载试验的全部过程。熟悉测力传感器、位移传感器、静态电阻应变仪的配套使用方法。

2．通过桁架节点位移、杆件内力的测量对桁架结构的工作性能作出分析，并验证理论计算的正确性，加深对理论知识的理解。

3．学习试验方法和试验结果的分析整理。

二、试验对象及仪器设备

1．试件：钢桁架，跨度为3.0m，上弦采用等边角钢2L80×6，腹杆及下弦采用等边角钢2L50×5，节点板厚为4mm， 。测点布置见图1所示。

图1 试验桁架杆件测点布置图

2．加载设备：反力架、油压千斤顶。

3．测量仪器：百分表、磁性表座、电阻应变片、静态电阻应变仪和测力传感器。

三、试验方案

1．试验装置如图2。桁架一端采用固定铰支座，另一端采用滚动铰支座，并在跨中上弦节点C点处安装加载设备，施加荷载，利用测力传感器测量荷载的大小。

 

 

 

 

 

 

 

 

①-钢支墩；②-支座；③-钢垫板；④-油压千斤顶

⑤-反力架横梁；⑥-测力传感器；⑦-桁架

图2 试验装置图

2．在桁架下弦各节点：F、G、H点处安装百分表，测量各节点的挠度，在上弦节点A、E点处安装百分表测量支座在各级载荷下的竖向位移，由此可得到钢桁架受载后，消除支座位移的挠度。

3．用电阻应变片测量桁架各杆件的应变，杆件应变测量点均设置在每一杆件的中间区段，电阻应变片均粘贴在截面的重心线上。具体位置及编号见图1。在弹性范围内，应变乘以弹性模量 便得到应力。

四、试验步骤

1．按照图2所示的试验装置图安装好加载和测量设备。电阻应变片已预先贴好，检查电阻值和连接导线。

2．对桁架进行预载试验。加荷载P=20kN，熟悉各种仪表的测读，并检查装置、试件、仪表等是否正常工作，然后卸载，把发现的问题及时排除。确认无问题后，所有仪表重新记录初读数或调零，作好记录的准备。

3．正式试验。采用油压千斤顶加载，加载点的最大荷载为P=120kN，分12级加载，每级10kN，满载后分两级卸载至零。每次加载后停歇5分钟后再读取荷载、挠度和应变值，记入原始数据记录表中。

五、理论计算

1．桁架杆件的内力计算

桁架在实际荷载作用下各杆件的内力见图3

图3  桁架在实际荷载作用下各杆件的内力图

2．桁架下弦节点的挠度计算

计算公式：            

式中： ——结构（桁架杆件）在荷载作用下所产生的内力；

——结构（桁架杆件）在单位荷载作用下产生的内力，见图4；

L——桁架杆件的长度；

A——桁架杆件的截面面积；

E——桁架杆件材料的弹性模量。

由此可以求得荷载P作用下，F点、G点和H点的挠度。

图4  单位力作用下桁架内力图

六、试验结果的整理、分析和试验报告

1．数据整理

把原始记录表中的挠度和应变数据整理后填入相应表格中。

2．桁架下弦节点挠度的整理与分析。

① 桁架满荷载时，比较下弦各节点挠度实测值与理论值（考虑支座刚性位移的影响修正）。并绘制满荷载作用下，桁架下弦的实测与理论挠度曲线。

②绘制桁架下弦节点F、G、H的实测与理论的荷载-挠度曲线（ ）。

3．桁架杆件的内力分析。

对桁架各杆件在各级荷载作用下内力实测值与理论值进行比较。

 

 

挠度原始记录表

试验时间                        记录人                         指导教师签名        

应变原始记录表

试验时间                        记录人                         指导教师签名