结构力学实验.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流结构力学实验.精品文档.结构力学桁架结构受力性能实验报告学号：1153377姓名：周 璇专业：土木工程实验时间：2016年05月04日周三，中午12:30-13:30实验指导教师：陈涛理论课任课教师：陈涛一、实验目的（1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握结构的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。（2）进行静定、超静定结构受力的测定和影响线的绘制。二、结构实验（一）空间桁架受力性能概述桁架在受结点荷载时，两边支座处产生反力，桁架中各杆件产生轴力，如图1.1为在抛物线桁架结点分别加载时结构示意图。用Q235钢材

2、，桁架跨度6260=1560mm，最大高度260mm。杆件之间为铰接相连。杆件直径为8mm。 图1.1（二）实验装置图1.2为框架结构侧向受力实验采用的加载装置，25kg挂钩和25kg砝码。采用单结点集中力加载，由砝码、挂钩施加拉力，应变片测算待测杆件应变。结构尺寸如图1.2所示。图1.2（三）加载方式 简单多次加载，将挂钩和砝码依次施加在各个结点，待应变片返回数据稳定后，进行采集。采集结束后卸下重物，等待应变片数值降回初始值后再向下一节点施加荷载，重复采集操作。（四）量测内容 需要量测桁架待测杆件的应变值在前后四对桁架杆布置单向应变片，具体布置位置如图 1.2 所示，即加粗杆件上黏贴应变片。

3、 三、实验原理对桁架上的5个位置分别施加相同荷载，记录不同条件下各杆件的应变值。由公式可以得到其中：F杆件轴力EQ235钢弹性模量d杆件直径 杆件应变值 杆件应力A杆件横截面积因而可以求得各杆件轴力，进而得到不同杆件的轴力影响线。四、实验步骤（1）将载荷挂在加载位置1，待应变片返回数据稳定后，采集相应应变数据。（2）待应变片数值降回初始值后，重复（1）中操作，将荷载分别挂在加载位置2,3,4,5，分别采集记录各自对应的各杆件应变数据。五、实验结果与整理杆件编号1-11-21-31-41-51-61-71-8应变值（）加载位置169-152-429-428-7加载位置267-341-899-14

4、15-21加载位置321100-121329-37加载位置423132-8111614-21加载位置56114-505315-9表2.1 实验原始数据将对应位置杆件应变值取平均值，得到所示一榀桁架四根杆件的应变值如表2.2所示。杆件编号1-11-21-31-4平均应变值（）加载位置139-9.515-24.5加载位置238-248-55加载位置31264.5-79加载位置4179.58-51加载位置55.579.5-29.5表2.2 应变平均值利用公式其中， ，Q235钢弹性模量 经过计算可以得到不同加载位置下桁架不同杆件的轴力值，如表2.3所示。杆件编号1-11-21-31-4轴力（N）加载

5、位置1392-96151-246加载位置2382-241 80-553 加载位置31216045-794加载位置4171 9680-513加载位置5 557096 -297表2.3 不同加载位置杆件轴力根据表2.3数据可以作出四根不同杆件轴力影响线图的大致形状，如图1.3所示。图1.3由截面法求得杆件理论值如表2.4杆件编号1-11-21-31-4轴力（N）加载位置1187-9472-130加载位置2375-187143-260加载位置328194215-390加载位置4187 63143-260加载位置5 943172 -130表2.4由表2.4作图1.4，如图所示图1.4六、 实验分析讨论

6、比较实验所得轴力影响线与理论计算所得轴力影响线可知，二者所得影响线大致形状一致，但个别杆件轴力值相差较大，特别是1-4位置杆件轴力，实验值接近于理论计算值的2倍，存在较大程度偏差。1、出现理论值与实验值相差较大情况可能由以下原因造成：（1）桁架加载方式为将荷载悬挂于两榀桁架的中间连接横杆上，很难做到加载位置在横杆中点，因而存在两榀桁架受力情况不一致的情况，使两侧对应杆件应变值存在较大差异而影响最终结果。（2）桁架节点处并不是理想的铰接，因而与按铰接计算所得理论值必然存在一定误差。（3）实验中杆件会发生变形相应角度等会发生改变，而理论计算忽略了杆件变形2、实验改进方案（1）由于重物直接用弯头挂在腹杆上，桁架受力位置较难固定，可以在腹杆正中的位置固定钩环，再把重物挂上去。（2）该实验室的空间太过拥挤，学生人数较多，很难近距离观察，而且一帮人拥堵在一块效果很不好，希望能扩大空间，让每个学生都能很好地看到实验的进行。