简支钢桁架中静载非破坏性试验.docVIP

PAGE PAGE 14 简 支 钢 桁 架 静 载 非 破 坏 性 试 验 目 录 一、试验对象简介与应用 ………………………………………………2 二、试验介绍…………………………………………………………………3 三、试验重点…………………………………………………………………4 四、试验对比…………………………………………………………………5 五、试验方案、步骤………………………………………………………6 六、试验数据处理…………………………………………………………11 七、试验报告与误差分析………………………………………………13 八、参考文献 ………………………………………………………………14 试验对象简介与应用 桁架（truss），由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度，故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构，如屋架、桥梁、输电线路塔、卫星发射塔、水工闸门、起重机架等。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多边形桁架、平行弦桁架，及空腹桁架。在选择桁架形式时，应综合考虑桁架的用途、材料、支承方式和施工条件，在满足使用要求的前提下，力求制造和安装所用的材料和劳动量为最小。而根据其几何样式的不同可分为三角形桁架（在沿跨度均匀分布的节点荷载下，上下弦杆的轴力在端点处最大，向跨中逐渐减少；腹杆的轴力则相反。三角形桁架由于弦杆内力差别较大，材料消耗不够合理，多用于瓦屋面的屋架中。)、梯形桁架(和三角形桁架相比，杆件受力情况有所改善，而且用于屋架中可以更容易满足某些工业厂房的工艺要求。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架，杆件受力情况较梯形略差，但腹杆类型大为减少，多用于桥梁和栈桥中。)、多边形桁架(也称折线形桁架。上弦节点位于二次抛物线上，如上弦呈拱形可减少节间荷载产生的弯矩，但制造较为复杂。在均布荷载作用下，桁架外形和简支梁的弯矩图形相似，因而上下弦轴力分布均匀，腹杆轴力较小，用料最省，是工程中常用的一种桁架形式。)、空腹桁架(基本取用多边形桁架的外形，上弦节点之间为直线，无斜腹杆，仅以竖腹杆和上下弦相连接。杆件的轴力分布和多边形桁架相似，但在不对称荷载作用下杆端弯矩值变化较大。优点是在节点相交会的杆件较少，施工制造方便。)等。 二、试验介绍 1、试验结构 用等边角钢焊接而成的钢桁架如计算简图所示.试件———钢桁架、跨度6m， 上下弦采用等边角钢2∠70 ×6 ( F = 2 ×816mm2 ) ，腹杆采用等边角钢2∠56 ×5 ( F= 2 ×514mm2 ) ，节点板厚δ = 4 mm，测点布置见下图所 示. 钢材Q345.1—电阻应变片　2—挠度计 2、试验项目 各杆件的应变和钢桁架下弦结点的挠度。 3、试验目的 (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)通过试验，学会试验数据的采集、(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。 4、试验步骤 准备工作- - - - - - 分级加载(1级) - - -- - - - - 分级卸载(1级) 5、试验特点 应变测试点多(有6点) ，结构具有对称性。 6、桁架内力计算假定: (1)结点为铰结点. (2)杆件轴线为直线且通过铰中心. (3)荷载及支座反力作用在结点上。 三、试验重点 本试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. 本试验报告中涉及到几个单位荷载作用图，而几个单位荷载作用图的正确与否直接关系到本试验报告的质量。 3、结点挠度实测值的处理:应考虑支座沉降值对结点挠度测量值的影响，采用梯形图处理方法。 4、时效作用对试验结果的影响: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试验课上不