一、研究目的：
1.1進一步掌握結構靜力試驗中各種常用儀器裝置的使用方法，了解其主要技術指標，熟悉結構靜力試驗的基本操作過程；
1.2掌握結構試驗方案設計的基本原則，並能夠在教師的指導下制訂完整的結構試驗方案；
1.3掌握結構試驗資料整理與分析的基本原則，能夠在教師的指導下撰寫較為完整的試驗研究報告。
1.4 以設計性，綜合性的實驗教學方式，激發學生參與實驗的積極性，培養學生主動創新的意識，勇於探索的精神和科學實驗的態度，提高學生的綜合素質。
二、試驗設計：
2.1試件設計
本次試驗試件採用一榀5m空腹型鋼桁架。試件設計如圖1，截面採用如圖2，試件鋼材均採用q235b。
圖1 5m空腹型鋼桁架試件簡圖
圖2 試件截面
2.2載入方案
5m空腹鋼桁架試件分別在s-1和s-2位置處設定固定鉸支座和滑動鉸支座。
在p-1和p-2兩點施加集中荷載p，如圖3。
圖3 試驗工況
2.3 實驗的具體步驟：
1.老師講解實驗的基本情況，講解結構實驗方案設計，組織實驗設施和實驗資料處理與研究報告撰寫的基本原則與注意事項。
2.學生自由選擇實驗工況。並分組進行討論。
3.試件安裝後，選擇測點來進行連線。一組的同學一起討論，選出20個應變片的測點。
在簡圖上標出，然後逐一對應試件上的測點，找到上面的應變片所連線的導線，並將導線自己連線到資料採集板上。連線好之後逐一進行核對。同時也檢查位移測量裝置的正確性。
在不同的位移裝置上，手動使其產生位移，觀察資料採集裝置當中位移的數值是否相應的變化。
4.先進行預載入，先加p=20kn，檢查各種載入、測試儀器工作是否正常。是否主要是檢查應變片的連線是否正確。
根據概念判斷各桿件的應變應力大小是否正確。而且根據事先選擇地對稱測點看其數值是否相同來檢查連線是否正確。
5.正式試驗時，載入最大荷載p=75kn，分為5級載入，每級大約15kn左右，每級載入後約一分鐘，進行試驗現象觀察和全部儀器、儀表讀數，並記錄相應的試驗現象與關鍵試驗資料。
6.滿載後分為兩級解除安裝並記錄相應的試驗現象與關鍵試驗資料。
7.解除安裝完成後，拷貝自動採集，儲存的電測實驗資料。
8.整理，分析實驗資料，撰寫實驗報告。
2.4測試方案
a.撓度「f」測試
利用資料採集系統和電測位移感測器，測量5m鋼桁架試件下弦撓度，同時在兩支座上安裝兩個電測位移感測器測量支座剛性位移，用於撓度測試結果的修正，本試驗共布置五個基本測點，位移計型號為yhd-200 yhd-30。撓度測試的基本測點布置如下圖所示。
圖4 撓度測點布置圖
測點與通道對應關係：
b.桁架桿件應變「ε」測試
採用電阻應變測試方法測量5m鋼桁架試件弦杆和腹杆應變。
由於是工況是對稱載入，所以基本上在討論的時候都是取一邊的桿件來測量應變。但是為了校核應變片導線的連線正確程度，在右側設定了33,34與37,38號測點。這樣在預載入的時候可以根據其與左側9，10與7,8號測點的應變值比較來判斷導線連線是否正確。
圖5 應變片布置圖
圖6 測量電橋圖
應變片測點與通道對應關係表
三、主要試驗結果
3.1試件受力過程
本試驗單點載入，採用在p-1，p-2點處加兩個對稱的集中力。
加、解除安裝順序為：0 15kn 30kn 45kn 60kn 75kn 40kn 0
圖8 載入速率圖
由於荷載為對稱荷載，所以試件受力為對稱受力，應變也為對稱的。所以在載入的過程中也在隨時觀察資料採集系統當中的對應資料是否相同。·12
3.2腹杆應變
本試驗應變片1、2、7、8、23、25、26、67為腹杆測點。
荷載——腹杆應變曲線
分析與資料錯點分析：由圖可以看出腹杆的應變很少，基本沒有。這也跟靜力分析一致。
1號測點的資料測得的應變很大，但是同一截面上與其對稱的測點2的應變值很小。分析原因：1、2測點位於支座處因而應力較大，理應產生較大的應變，很可能由於支座未知的偏移，使得該構件產生偏壓，導致這種現象的產生。
實際上如果純理論分析，腹杆的力很小。但是由於實際上杆與杆之間是半剛接的，所以節點會傳遞一部分彎矩。所以腹杆也存在應變。
3.3上弦杆應變
本試驗應變片1、2、7、8、23、25、26、67為上弦杆測點。
荷載——上弦杆應變曲線
根據圖線分析基本符合理論分析。即靠近跨中的15,19測點由於截面所受力比較大，比較靠近跨中，所以應變值也大，而相對來說在兩側的測點應變值比較小；上弦上部受壓，下部受拉，因此上部應變為正，下部為負；比較位於同一根桿件上的9與19測點，由於19測點跟靠近節點，存在次彎矩的影響，所以19測點的應變值相對較大。
3.4下弦杆應變
本試驗應變片11、12、17、63為下弦杆測點。
荷載——下弦杆應變曲線
由圖線可以看出，離跨中比較近的測點受力比較大，所以應變值比較大。而對於下弦杆與上弦類似，由於是受彎構件所以上部受壓下部受拉。
四、試驗結果分析
荷載——撓度關係
下弦桿上有5個位移測點。分別為d-1,d-3,d-4,d-5,d-7,以下為實驗得到的荷載位移資料
荷載——撓度曲線
從曲線中可以看出，在跨中的d3,d4,d5測點的撓度幾乎相同，而相比較在跨中間的d4撓度最大，這也與理論分析相符。
五、結論
5.1從「荷載——腹杆應變曲線」，「荷載——上弦杆應變曲線」及「荷載——下弦杆應變曲線」中可以發現在整個載入、解除安裝過程中荷載、應變關係趨近於線性，因此可以推斷在試驗過程中，上下弦杆及中間腹杆均處於線彈性狀態。
5.2在「荷載——上弦杆應變曲線」中發現應變片越靠近跨中應變值越大。這與整個桁架的受力特點相符。
由於兩段簡支，同時又受到集中荷載，所以跨中的彎矩比較大，上弦杆受壓，而跨中所受力比較大，所以越靠近跨中應變值越大。
5.3由於所加荷載較小，並從「荷載——應變曲線」可以推斷出桁架處於彈性受力狀態，其位移曲線應該是接近直線，在「荷載——撓度曲線」中也驗證了其確實為一條近似的直線。所以實驗資料比較準確。
六、心得體會
通過這次鋼桁架試驗，掌握了靜力試驗的一般方法。之前鋼結構以及混凝土實驗主要是老師操作，所以自己對試驗還比較陌生。這次的試驗完全是自己動手，所以對試驗也有了比較深刻的理解。
尤其是對於應變片的連線以及資料採集工作已經掌握，可以自己獨立進行試驗。
同時我也體會到要想成功得完成一項試驗，前期的準備工作是十分重要的。準備工作有時候遠遠比試驗花費的時間精力要大得多。就比如這次試驗，前期應變片以及位移計的黏貼與導線連線，還有試驗方案的制定，測點的選取，都是要花費很長時間的。
這樣長時間的準備也能確保試驗結果的準確性。
所以自己以在今後的學習中，做實驗時要仔細，細心，把試驗的每乙個環節都做好，這樣才能得到可靠的資料，達到試驗的目的。
1．《建築結構試驗》 同濟大學出版社；
2．《建築結構試驗實驗指導書》
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