1、概述
静定结构的性质有很多,例如:静定结构的内力与刚度无关;基本部分上作用荷载时不引起附属部分的内力,而附属部分作用荷载时会引起基本部分的内力;局部平衡特性;局部构造变化特性等。本实验将验证局部平衡特性和构造变换特性。
2、实验目的
(1)用实验方法验证如果静定结构某一局部在荷载作用下可以维持平衡,则只有该部分受力,其余部分不受力。这就是静定结构的局部平衡特性。
(2)用实验方法验证如果静定结构某一几何不变部分做构造变换时,只有做变换的部分内力改变,其余部分内力不变。这就是静定结构的构造变换特性。
3、实验器材
500mm的杆件8根,707.11mm的杆4根,1000mm的杆2根,1118.033mm的斜杆1根,百分表2个,固定铰支座1个,可动铰支座1个,铰结点7个,加载设备3个(均配加载杆)
4、实验模型
说明:C——固定铰支座,限制水平和竖向位移,不限制转角
D——滚动铰支座,限制竖向位移,不限制水平位移和转角
CA、AG杆、BH、DH杆(两个带应变片)均为500mm;AC、BD杆为707.11mm(一个带应变片),AB、GH杆为1000mm,AH为1118.033mm。
5、实验原理
静定结构某一局部在荷载作用下可以维持平衡,则只有该部分受力,其余部分不受力,这就是静定结构的局部平衡特性。在AB杆上施加一组平衡力,测量其他杆件的应力,会发现除AB杆外,其余杆的轴力都等于零。
静定结构某一几何不变部分做构造变换时,只有做变换的部分内力改变,其余部分内力不变,这就是静定结构的构造变换特性。将AB杆用其他的结构代替,上面施加的荷载不变,测量其他杆件的应力,会发现除受力的那部分结构外,其余杆的轴力都等于零。
6、虚拟实验
用《结构力学求解器》计算两个模型的内力,得到的内力图分别见图(d)(e)(f)。从中可以看出计算结果与实验结果是否吻合,并分析误差的大小以及产生误差的原因。
7、思考题
(1)静定结构若某一局部在荷载作用下可以维持平衡,其余部分的内力是否为零?为什么?
(2)静定结构若某一局部做构造变换时,其余部分的内力是否受到影响?为什么?
(2)通过虚拟实验和真实实验结果的比较,会产生多少误差?产生的原因是什么?