5M钢桁架结构静力分析试验报告

《建筑构造试验》5M钢桁架构造静力分析试验争论报告建筑构造试验建筑构造试验10/12名目\l“_TOC_250012“争论目的 2\l“_TOC_250011“试验设计 2\l“_TOC_250010“试件设计 2\l“_TOC_250009“加载方案 2\l“_TOC_250008“测试方案 4\l“_TOC_250007“主要试验结果 5\l“_TOC_250006“试件受力过程 5\l“_TOC_250005“腹杆应变 6\l“_TOC_250004“上弦杆应变 7\l“_TOC_250003“下弦杆应变 8\l“_TOC_250002“试验结果分析 8荷载-挠度曲线 8\l“_TOC_250001“理论计算比照 9\l“_TOC_250000“5结论 11争论目的分析将该构造简化为桁架模型进展计算分析的准确性和合理性验证对称荷载作用下对称构造应变的对称性比较靠近杆件相交处与杆件中部截面上应变的关系单个截面上应变分布状况的争论试验实测与软件理论计算结果比照分析试验设计试件设计15M钢桁架构造静力分析试验试件2杆件截面尺寸图〔单位：mm〕试验试件承受一榀“1，应变片粘贴位置为上下翼缘中部和腹板前后中部，如图2所示。加载方案5M“KS-1处设置滑动铰支座，S-234P-1P-2位置处设置加载点。图3滑动铰支座 图4固定铰支座55M“K”型钢桁架试件试验工况6加载装置示意图7油泵示意图P-1P-2P=75kN5方式如图6下的集中力150kN，经分布梁安排后作用在钢桁架上，每个加载点产生竖直向下的集中力75kN7所示。测试方案8位移计和应变片位置示意图9测量电桥图10数据采集板11试验承受的位移及应变测点12电阻应变计示意图挠度f测试利用数据采集系统和电测位移传感器，测量5M钢桁架试件上、下弦挠度，同时在两支d-1、d-2d-3。桁架杆件应变ε测试5M钢桁架试件弦杆和腹杆应变。挠度测试位移计和电阻应变计的分布位置如图8910为连接电阻应变计与计算机的数据采集板。本次试验承受的位移和应变测点如图11所示，实际12所示。主要试验结果试件受力过程H型钢同一截面的上下翼缘及腹板的应变也各不一样。腹杆应变腹杆翼缘应变-腹杆翼缘应变-荷载曲线500 101926384758677687951051151231341451529356μ-5变-10-15-20竖向总荷载(kN)左侧下翼缘左侧上翼缘右侧下翼缘右侧上翼缘1斜腹杆上下翼缘应变曲线腹杆腹板应变腹杆腹板应变-荷载曲线50μ0 101926384758677687951051151231341451529356变-5应-10-15竖向总荷载(kN)左侧后腹板左侧前腹板右侧后腹板右侧前腹板2斜腹杆前后腹板应变曲线783738和1112、41、42号电阻应变计的应变测量值。绘制成折线图如表12所示。从表1〔即红线和黄线和左右两侧下翼缘应变值〔即蓝线和灰线〕的试验实测数据并没有很好地吻合。从表2侧后腹板和右侧前腹板的应变值〔即蓝线和黄线；以及左侧前腹板和右侧后腹板〔和灰线。节点及杆件中部应变-节点及杆件中部应变-荷载曲线μ变应-20竖向总荷载(kN)中部下翼缘中部上翼缘节点上翼缘节点下翼缘1050-50101926384758677687951051151231341451529356-10-153杆件连接处及中部翼缘应变曲线3件上每个截面的受力状况均不尽一样，这是由于节点具有肯定的刚性而导致的。上弦杆应变上弦杆应变-荷载曲线5000 10192638475867上弦杆应变-荷载曲线5000 101926384758677687951051151231341451529356-50μ-100应-150-200-250竖向总荷载(kN)前腹板下翼缘上翼缘4上弦杆应变曲线值上，前腹板与上翼缘的应变值根本相等〔即蓝线和灰线义的结论。下弦杆应变拉，这一点可从截面应变值得正负推断：截面受压时应变值为负，受拉时应变值为正。试验结果分析荷载-荷载-位移曲线21.5m移位向竖10.500 101926384758677687951051151231341451529356-0.5竖向总荷载(kN)左支座位移跨中位移右支座位移5荷载-位移关系曲线荷载荷载-挠度曲线180160140k 载100总向竖806040200(0.00)0.060.120.150.240.290.370.490.580.680.790.910.58跨中竖向挠度(mm)6荷载-挠度关系曲线试验荷载-位移关系如表5d-1的读数；跨中位移d-2d-3的读数。荷载-6所示，其中挠度按下式计算：挠度=跨中位移-1/2*〔左支座位移+右支座位移。竖向总荷载为液压千斤顶施加的荷载，最大值加至150kN。由荷载-挠度曲线可以看出，试验的加载和卸载曲线均根本呈线性，尤其是加载段，可以认为构造根本是处于弹性阶段的。而荷载-位移曲线却呈曲线，说明试验设备的支座并不是抱负的滑动铰支座和固定铰支座，而简化为具有肯定刚度的弹簧支座可能更准确。理论计算比照MIDASCivilQ23513所示。荷载14kN。杆件连接节点均假设为刚接。13计算模型杆件截面14计算模型荷载与支座条件15构造位移图〔单位：mm〕16构造应力图〔单位：N/mm〕17构造弯矩图〔单位：N·m〕软件计算所得构造位移图、应力图和弯矩图分别见图151617。位移计算所得跨中竖向位移为0.742mm；依据试验数据得出的构造实测跨中竖向挠度为0.876mm，相差百分比为15.3%。造成误差的其中一个缘由可能是建立模型季节点均假设为为桁架模型进展计算分析的方式是可以承受的。应力由软件计算的应力图可以看出，最大拉应力为20.3MPa，消灭在下弦杆；最大压应力为-49.2MPa，消灭在外侧斜腹杆，对于Q235钢材来说完全处于线弹性阶段。且应力并非完全固定铰支座，导致构造并非完全对称，所以应力也不完全对称。弯矩151687.8N·m，-880.2N·m和刚接之间，产生的弯矩大小也介于图中所示和零之间。结论将该构造简化为桁架模型进展分析计算，对于位移计算来说是偏安全的，由于无视了便且误差能掌握在肯定范围内的设