实验二：简支钢桁架静载试验
一、试验介绍
1、试验结构
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、试验仪器：钢桁架、液压千斤顶、液压控制台、静态应变仪
5、试验步骤
准备工作- - - - - - 分级加载(1级) - - -- - - - - 分级卸载(1级)
6、试验特点：应变测试点多(有6点) ，结构具有对称性。
7、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。
二、试验步骤
1、实验设备的连接及调试：
① 应变的连接及调试
② 百分表的安装及调整
2、正式实验：
① 预载：加40kN荷载，循环两次，做预载实验。其目的为：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。
② 正式加载及测量：采用分级等量的荷载进行加荷，先施加10kN初载(结构试验测量的是结构在每级加载后的应变及挠度增量，为了排除荷载较小时的非线性段，使数据结果更理想，更好地了解整个静载实验过程，因此将P0=10kN作为零荷载)，初载施加完毕后，将应变仪调零并记录初读数，同时记录挠度的初读数。然后进行分级加载，每级荷载30kN（P=30kN），共加三级，即10kN40kN70kN100kN。每加一级荷载之后稳载5分钟，然后读取应变及挠度数据，记录在表6-1中。实验共进行两个循环，排除所测读数的偶然性。
三、试验数据处理
原始记录表格 应循环变30 50 70 100 荷载(kN) 片 次数 10 编号 1 2 3 4 5 6 1 7 8 9 0 1 0 0 0 -1 0 -1 -1 124 142 -129 -134 -212 -221 -210 -208 -137 -138 108 121 253 291 -259 -270 -419 -439 -411 -411 -277 -280 217 246 382 442 -388 -409 -620 -661 -3 -605 -419 -434 324 377 530 615 -510 -548 -808 -900 -867 -800 -562 -587 421 524 10 0 11 0 12 -1 时间 1 2 2 3 4 5 2014-11-18 2014-11-18 2014-11-18 2014-11-18 2014-11-18 16:20:20 -1 -1 0 0 0 16:27:51 123 144 -126 -134 -205 16:33:25 287 290 -254 -268 -415 16:38:34 395 444 -384 -407 -621 16:43:42 495 601 -515 -546 -814 6 7 8 9 1 1 1 -1 -217 -213 -208 -138 -140 104 122 -436 -427 -408 -278 -284 213 247 -666 -653 -609 -419 -435 320 383 -908 -863 -809 -563 -586 425 522 10 -1 11 -1 12 0 时间 2014-11-18 2014-11-18 2014-11-18 2014-11-18 2014-11-18 15:50:22 15:57:23 16:02:46 16:07:58 15:44:28
ε=δ/Ε
平均应变值 应变片 编号 1 2 3 4 平均 5 6 7 8 9 根据应力应变公式
荷载(kN) 10 -0.5 -0.5 -0.5 0 -0.5 0 0.5 1 -0.5 30 123.5 143 -127.5 -134 -208.5 -219 -211.5 -208 -137.5 50 270 290.5 -256.5 -269 -417 -437.5 -419 -409.5 -277.5 70 388.5 443 -386 -408 -620.5 -663.5 -8 -607 -419 100 512.5 608 -512.5 -547 -811 -904 -865 -804.5 -562.5 10 11 12 -0.5 -0.5 -0.5 -139 106 121.5 -282 215 246.5 -434.5 322 380 -586.5 423 523 整理数据记录表
荷载(KN) 应力 测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1、钢材本身存有缺陷。
-100 -100 -100 0 -100 0 100 200 -100 -100 -100 -100 24700 28600 -25500 -26800 -41700 -43800 --42300 -41600 -27500 -27800 21200 24300 54000 58100 -51300 -53800 -83400 -87500 -83800 -81900 -55500 -500 43000 49300 77700 88600 -77200 -81600 -124100 -132700 -129600 -121400 -83800 -86900 400 76000 102500 121600 -102500 -109400 -162200 -180800 -173000 -160900 -112500 -117300 84600 104600 10 30 50 70 100 四、试验报告与误差分析
2、桁架结构不对称，放在钢架上加压时没有精确在桁架中心，应变片贴片位置不够精确且左右贴片位置不对称。
3、桁架在加载过程中产生了塑性变形，同时桁架结点处的间隙，在预加载后没有完全消除。
4、加压点没有在桁架的对称轴所在的直线上， 加的压力没有精确到整数。
5、两次加压时并没有十分精确。
6、应变仪读数不稳定，产生一定误差。
7、应变片的电阻值不同，导线的电阻值不同，将其忽略而导致对试验结果的影响。
8、温度、电压的变化对结构带来的影响，接应便仪时，不同组的线头混搭在一起，彼此产生影响。
9、应变仪、加压设备有滞后性，导致显示读数与实际值有偏差，其他实验条件达不到理论的要求也影响了试验结果。