一、 實驗目的
1.測試簡支梁在不同張拉等級下測試截面應變和撓度變化情
況。2. 認真觀察簡支梁在不同張拉力作用下的各個階段的現象,畫出應變簡圖。
3.了解用靜態測試儀測量應變的方法
二、 實驗裝置
1.乙個千斤頂
2.五個千分表
3.靜態電阻應變測試儀
三、 試件及實驗裝備
1. 試件的模型(圖一)
2. 試件在自重應力作用下的彎矩圖及中間截面應力圖(圖二)
3. 安裝好試驗模型梁(圖三)
4.試件張拉時的彎矩圖(圖四)
四、 實驗原理
1.測應變片張拉力
梁發生純彎曲變形時,橫截面上正應力。在理論上沿梁的截面高度y成斜直線規律變化,其計算公式為:
式中,m為梁橫截面上的彎矩,為梁橫截面對中性軸(z軸)的慣性矩。
如今,先給簡支梁施加乙個預應力,此時,其計算公式為:
式中,n為施加的張拉力,a為試件截面面積,e為張拉力偏離橫軸的距離,為橫截面的慣性矩,q為梁自重產生的分布力。
載入之前,在梁發生純彎曲變形的兩個側面,沿梁的橫截面高度,每隔導刻劃平行線,其中1—1、5—5分別位於梁的上下邊緣,3—3位於中性層處,2—2、4—4分別位於中性層以上或以下而與中性層距離相等,如圖三所示。
這些線段表示梁的縱向纖維,若沿這些線段貼上電阻應變片,梁發生純彎曲時,這些線段的長度將會發生改變,貼在其上的電阻應變片的長度隨之發生改變而導致電阻值的變化,可以通過靜態應變測試儀測出各處的應變,根據虎克定律,即可求出實驗應力:
2.簡支梁撓度測量計算
簡支梁的受力如圖五所示:
我們忽略試件自重所產生的撓度,此時,簡支梁的撓度計算公式為:
式中,ei為梁的剛度。
五、 實驗步驟
(1)試驗組裝
將錨具、預應力筋、感測器、千斤頂安裝於試驗機或試驗台座上,使各預應力筋均勻受力緊固錨具螺絲或敲緊夾片。如圖六給出了鋼絞線錨具組裝件靜載試驗組裝圖。
圖六鋼絞絲錨具靜載試驗組裝圖
1、 12-夾片;2、7、11—錨圈;3、5-墊板;4-試驗台座;
6、9-感測器8-限位板;10-千斤頂
然後,按圖三樣式安裝好千分尺與應變片。
(2)試驗載入步驟
①對於先安裝錨具、夾具或聯結器再張拉預應力筋的預應力體系,可直接用試驗台座或試驗機載入,載入步驟可按預應力鋼材強度標
準值的20%、40%、60%、80%四級等速載入,加荷速度可取100mpa/min。
②對於先張拉預應力筋再進行錨固的預應力體系,應先用施工用的張拉裝置按預應力鋼材抗拉強度標準值的20%、40%、60%、80%分四級等速張拉,達到80%後錨固。如果能證明預應力鋼材在張拉後錨固對靜載錨固效能無影響時,也可按先安裝錨具、夾具或聯結器再張拉的預應力體系載入。
③在載入不同的荷載時記下千分表、應變片的讀書。
④實驗完後,清理儀器裝置,結束實驗。
⑤整理資料,完成實驗報告。
六、 注意事項
1.安裝、載入時,要注意保護好儀器。
2.工作人員還要注意好人身安全。
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