钢结构设计原理指导书.docx

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1、钢构造设计原理试验指导书华 南 农 业 大 学水利与土木工程学院试验工程：钢梁抗弯试验一、试验目的1. 了解百分表的安装使用，并用直读法绘制试验梁的 Pf 曲线；2. 学会电阻应变片的粘贴方法，把握贴片技术；3. 学会使用电阻应变仪测量梁的应力；4. 测定梁纯弯段正截面上的应力分布规律，将实测值与理论计算值进展比较；二、试验仪器设备1.工字型钢梁#14，Q235，支座跨距为 1.6 米2. 液压伺服加载装置100kN3. 静态电阻应变仪4.百分表010mm5.电阻应变片120.00.1，灵敏度系数 2.0三、试验前预备1. 试件试件承受如图 1 所示的工字型钢梁，#14，长度为 2023mm，

2、跨径为 1600mm， 两点集中加载。图 1钢梁的加载2. 试验前预备在试验前，须填写好“原始数据”，否则不能参与试验。3. 加载装置加载装置如图 2 所示。带传感器的 100kN 液压千斤顶手动和自动伺服系统施加荷载；静态应变仪收集钢梁上下翼缘板的应变应力数据；安装百分表， 用以测量钢梁的竖向挠度和侧向位移。图 2 加载装置4. 张贴应变片应变片的张贴位置如图 3 所示。图 3 张贴应变片四、试验步骤一粘贴应变片教师预备1、 选片：首先检查应变片的外观，剔除敏感栅消灭外形缺陷、片内有气泡、霉斑、锈点的应变片，再用电桥测量应变片的电阻值，并进展阻值选配。2、 打磨：选择的构件外表待测点需经打磨

3、，打磨后外表应平坦光滑，无锈点。3、 画线：被测点准确地用钢针画好十字穿插线以便定位。4、 清洗：用浸有酒精的药棉清洗欲测部位外表，去除油垢灰尘，保持清洁干净。5、 粘贴：将选好的应变片反面均匀地涂上一层粘结剂，胶层厚度要适中，然后将应变片的十字线对准构件欲测部位的十字穿插线，轻轻校正方向，然后盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶水，保证胶层尽可能薄而均匀，再用同样的胶粘贴引线端子。6、 固化：贴片后最好自然枯燥几小时，必要时可以加热烘干。7、 检查：包括上观检查和变应片电阻及绝缘电阻的测量。8、 固定导线：将应变片的两根导线引出线焊在接线端子上，再将导线由接线端子引

4、出。二固定钢梁并加载图 4 粘贴应变片示意图1、 按图 1 所示的位置，固定钢梁。02、 加载至预加载 P =5kN，预加载、卸载反复 2 次，观看试验装置和仪器工作状况，然后将应变仪、百分表重调零，归正，以消退初始状态的各种无关因素引起的误差；3、 加载方案按以下分组所示分级、缓慢加载，并记录相应的数据，留意试件的变样子况。液压泵：1 组：5kN、15kN、25kN、35kN、40kN；2 组：5kN、10kN、20kN、30kN、40kN； 手动泵：3 组：5kN、15kN、25kN、35kN、40kN； 4 组：5kN、10kN、20kN、30kN、40kN；4、 当加装至 40kN，停

5、顿加载，记录相应的数据；试验完毕，缓慢卸掉载荷， 整理好所用仪器设备，清理试验现场，将所用仪器设备复原前方可离开试验室。5、 将直角坐标 Y 轴设为 P荷载，X 轴设为 应变及 f挠度，画出荷载应变P- 和荷载挠度P-f曲线，按要求完成试验报告。三静态电阻应变仪的使用1、 按图5所示接线，将5个测点按单臂半桥接线法连入电阻应变仪：单臂半桥接线法是在AB 桥臂上接工作应变片以下简称工作片，BC桥臂上接补偿 应变片以下简称补偿片，补偿片也可接在任一测量通道的B、C接线柱上， 多点测量时常用这种接线方法。图 5 单臂半桥接线法23452、 将静态电阻应变仪后面板开关置翻开位置，标定开关向下，分别调整

6、 R0、R1、R 、R 、R 、R 电位器，使之显示“00000”，顺时针调整显示“+”，反之则为“”。3、 预热 30 分钟后，将后面板上标定开关拨向上，同时调整“灵敏度电位器”，使显示为“10000” ，灵敏度调好后，把标定开关拨向下位置。4、 应变仪是按 K=2.0 设计的，所用电阻应变片 Kn 值不是 2.0 时，查应变仪上xKn 值对应的标定值，如Kn 值 2.1 时标定值为 9524，调整后面板上灵敏度电位器显示应为 9524。此时 K 值已修正。其中，=100002.0/Kn。五、试验报告数据记录和整理试验报告内容包括：试验名称、试验目的、试验装置草图、试验仪器及规格、表1表4试

7、验数据记录和计算结果、绘制P-f 和P-曲线，试验及理论计算结果，问题争论等。截面规格单位截面高度 H截面宽度 B 屈服强度 fy 弹性模量 E IyIx AWxWymmmm MPa Mpa cm4 cm4 cm2 cm3cm3表 1 原始数据表编号载荷PkN电 阻 应 变S1S1S2S2S3仪S读 数3S4S4S5S512345表2 电阻应变仪测试数据记录载荷百 分 表 读数mm编号122表 3 百分表测量数据记录PkNf1ff 跨中f初始读数12345表 4P=40kN 时应力试验结果与理论计算比较测点 试验值理论值相对误差%各 测 点 应 力 值 MPaS1S2S3S4S5六、问题争论1

8、. 工字型钢梁的破坏往往是什么破坏，为什么？2. 钢梁竖向挠度与理论计算的挠度一样吗？为什么？附录 静态电阻应变仪的根本工作原理应变测量时，欲测试件或构件外表某点的相对变化量 L/L 即应变 ，将阻值为R 的电阻应变片粘贴在试件或构件被测处，当试件或构件受外力作用产生变形时，应变片将随之产生相应的变形，依据金属丝的应变-电阻效应，应变片阻值发生变化，在肯定范围内，应变片电阻的相对变化量 R/R 与试件或构件的相对变化量成线性关系，即式中 K 称为应变片的灵敏系数。由于应变很小，很难直接测得，但由上式可知，只要测得 R，就可求得应变 。为此，我们通常将电阻应变片组成如以下图所示的测量电桥。图中 U0 为供桥电压，Ui 为电桥输出电压，R1R4 为电阻应变片。图6 测量电桥依据电桥原理可得在电桥中R1=R2=R3=R4=R，假设R1、R2、R3、R4 均有相应的电阻增量 R1、 R2、 R3、 R4 时，电桥输出电压无视高次微量将1式代入3式，则由此可得应变仪的读数应变d 为被测量经测量电桥，通过模拟放大，A/D 转换，由单片微计算机实时掌握，完成数据采集计算处理、显示、传输；通过单片微计算机还实现了半桥、全桥选择， 测量通道切等实时掌握。