Лабораторная работа №4 Испытание стальной сварной фермы

Цель работы: определить экспериментальным путем значения напряжений и усилий в стержнях фермы и сравнить их с найденными теоретическими; определить опытные и теоретические значения прогибов фермы в середине пролета; сделать выводы о действительной работе фермы.

На рисунке 4.1 дана схема испытания стальной фермы. Пролет фермы , высота (по внешним граням).

Элементы верхнего пояса фермы выполнены из гнутосварной прямоугольной трубы тр.60х40х4 (большая сторона горизонтальна земле), элементы нижнего пояса фермы выполнены из гнутосварной квадратной трубы тр.30х3, а элементы решетки – из гнутосварной трубы тр.25х2. Материал стержней – профильная сталь С245; R_y=240 МПа; Е=2,06·10⁵ МПа.

Деформации стержней измеряются проволочными петлевыми тензорезисторами базой 20 мм и тензостанцией с автоматической балансировкой. Перемещения приопорных участков, а также нижнего пояса фермы в середине ее пролета определяются с использованием индикаторов или прогибомеров.

Схема фермы, схема ее нагружения, места установки приборов, а также обозначения стержней приведены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Геометрическая схема фермы.
а), б), в) – различные схемы нагружения

Геометрические характеристики сечений элементов фермы даны в таблице 7.

Таблица 7 - Геометрические характеристики сечения

№ пп	Элементы	Профиль сечения	A0, см^2	ix, см	z0, см
	Верхний пояс	гн.60х40х4	7,08	1,54	2,0
	Нижний пояс	гн.30х3	3,24	1,11	1,5
	Решетка	гн.25х2	1,83	0,94	1,25

Таблица 8 - Характеристики стержней

Стержни
P1	30,8	1,83	16,831
P2	32,2	1,83	17,596
P3	32,2	1,83	17,596
P4	32,2	1,83	17,596
P5	32,2	1,83	17,596
P6	32,2	1,83	17,596
НП1		3,24	14,815
НП2		3,24	14,815
НП3		3,24	14,815
ВП1		7,08	6,497
ВП2		7,08	6,780
ВП3		7,08	6,780

Таблица 9 - Показания прогибомеров

№ пп	Нагрузка P, кН	Отсчеты и разности x 0,01 мм
П-1	П-2	П-3	П-4
C	ΔC	C	ΔC	C	ΔC	C	ΔC
Средние разности, мм

Прогиб фермы по экспериментальным данным:

Теоретический прогиб фермы определим по формуле Максвелла-Мора:

Расхождение между теоретическим и экспериментальным прогибом фермы:

Таблица 10 - Показания тензорезисторов (начало)

Нагрузка Р, кН

Сечения

"а"

"б"

"в"

"г"

"д"

"е"

Отсчеты и разности

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

Таблица 10 – Показания тензорезисторов (окончание)

Нагрузка Р, кН

Сечения

"ж"

"и"

"к"

"л"

"м"

"н"

Отсчеты и разности

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

С

ΔС

Таблица 11 - Сравнение теоретических и экспериментальных усилий

№ пп	Элементы фермы	Стержни	Сечение	Средние напряжения, МПа	Осевые усилия, кН
	Верхний пояс	ВП1	а
	ВП2	б
	ВП3	в
	Нижний пояс	НП1	д
	НП2	е
	НП3	ж
	Опорный раскос	Р1	г
	Раскосы	Р2	и
	Р3	к
	Р4	л
	Р5	м
	Р6	н

Рисунок 4.2 - Диаграмма усилий Максвелла-Кремоны для фермы от Р=1 кН

Вывод: Результаты опытов отличаются от полученных теоретическим путем. Максимальное расхождение – % получилось для. Расхождение между теоретическим и экспериментальным прогибом фермы составило % (мм). Причинами этого могут являться неточности в измерениях, неравномерность распределения нагрузки на пояса фермы, дефекты металла фермы, остаточные пластические деформации.

Дата добавления: 2017-02-01