结构力学实验.doc

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1、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，桁

2、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

3、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。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E——Q235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

4、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267-341-899-1415-21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4

5、179.58-51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）加载位置1392-96151-246加载位置2382-24180-553加载位置31216045-794加载位置41719680-513加载位置5557096-297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

6、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418763143-260加载位置5943172-130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

7、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

8、间，让每个学生都能很好地看到实验的进行。