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简支钢桁架静载非破坏性实验

一、实验目的

1.掌握结构静载试验常用仪器、设备使用方法,并了解其主要性能指标。

2．通过对桁架节点位移、杆件内力的测量对桁架结构的工作性能及计算理

论作出评判，深刻理解对称荷载、对称性等知识点。

3.了解结构静载试验的试验方案、方法设计。

4．掌握试验数据的整理、分析和表达方法。

二、实验设备和仪器

1.试件——钢桁架、跨度3m，杆件采用双∠40×4等边角钢，如下图1-1所示；

2.加载设备：千斤顶，压力传感器；

3.静态电阻应变仪；

4.位移计及支架；

图1-1桁架几何尺寸图

三、实验重点

本实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。

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3、时效作用对实验结果的影响: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实验课上不可能按两小时加一次荷

载，这也是产生误差的主要原因。

4、加载—卸载分析:对加载到某级荷载与卸载到同一级荷载的杆件应变和结

点的挠度进行对比分析、总结，可以发现规律，分析原因。

5、实验数据的采集、分析、整理与表达:采集的方法，要点;实验数据的定

性分析与定量分析相结合;实验数据的整理应优先采用表格表达方式;实验数据

的表达一般采用图、表(记录表格、计算表格、结果表格)、数学函数表达式。

四、实验方案

桁架实验一般多采用垂直加荷方式，桁架实验支座的构造可以采用梁实验的

支承方法，支承中心线的位置尽可能准确，其偏差对桁架端结点的局部受力影响

较大，故应严格控制。

图1钢结构桁架实验示意图

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桁架的实验荷载不能与设计荷载相符合时，亦可采用等效荷载代换，但应验

算，使主要受力构件或部位的内力接近设计情况，还应注意荷载改变后可能引起

的局部影响，防止产生局部破坏。

观测项目一般有节点挠度和转角、杆件内力等。测量挠度，可采用位移计，

测点一般布置于下弦结点。杆件内力测量，可用电阻应变片，其安装位置随杆件

受力条件和测量要求而定。

五、实验步骤

具体实验步骤如下：

（1）考察实验场地及仪器设备，准备实验方案与实验方法；画记录表和记

录图,进入实验室进行实验。

（2）检查试件和实验装置，架位移计，要求垂直对准；先按单点加载方案

安装杠杆加载装置。（电阻应变片已预先贴好）。

（3）预加载实验（5KN荷载）。检查装置试件和仪表工作是否正常，发现问

题及时排除。然后卸预载。

（4）作好记录准备,读仪表初值并记录初值。

（5）正式实验。加载制度：5级加载，每级5KN，满载后分级卸载，加卸载

每级停歇时间5分钟，停歇的中间读数并记录。读数应尽可能保证同时性。

（6）正式实验可重复两次。实验共进行两个循环，排除所测读数的偶然性。

预载的目的为：消除节点和结合部位的间隙，使结构进入正常工作状态；检

查全部实验装置的可靠性；检查全部观测仪表的工作是否正常；检查现场的组织

工作和人员的工作情况。然后卸载，及时排除发现的问题。预载过程中要注意观

察应变及挠度测试仪表的读数是否发生变化，变化情况是否正常。然后开始正式

加载及测量，采用分级等量的荷载进行加荷，每加一级荷载之后稳载5分钟，然

后读取应变及挠度数据，记录。

五、注意事项

桁架实验由于荷载点高，加荷载过程中要特别注意安全，以防损坏仪器设备

和造成人身伤害。

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本实验采用缩尺钢桁架作非破损检验，以达到熟悉的目的。杆件应变测量点

设置在杆件的中间区段，为消除自重弯矩的影响，电阻应变片均安装在截面的重

心线上。挠度测点均布置在桁架下弦结点上，同时