·988 北京科技大学学报 第36卷 过将配重块施加到焊接于节点上的托盘上来模拟结 模型自重及全部加载系统的重量.理论分析表明， 构的静载刀.荷载共分六级来施加，每级荷载大小 这些荷载基本上是按照试验方案分配到每个节点上 见表2.在施加前四级荷载时，直接在托盘上加配重 的@.由于篇幅有限，选取了部分关键的节点位移 块，考虑到安全因素，后几级荷载通过站在吊车上来 和杆件应变来进行分析，并与理论分析结果进行了 施加圆.每级荷载加完大约30min,之后等系统稳 对比.节点3位于屋面桁架上弦杆端部位置，节点8 定了开始采集数据. 同样位于屋面桁架上弦杆平面，但更接近屋脊（见 图3(c)). 由图8和图9可知，在前三级荷载作用下位移 都很小，尤其是节点3在第3级荷载作用下为0.82 mm,而节点8在三级荷载作用下为4.47mm,因为 靠近屋脊处的节点施加的荷载值相对要更大且更密 集（节点3和节点8的布置位置见图5）.在前五级 荷载作用下，节点3和节点8的位移基本呈线性变 化，且位移值增长平缓，在加载到第6级荷载后，由 图3加载现场 于结构中的承重索全部被拉断，两节点位移都出现 Fig.3 Loading scene 大幅度的增加.从图8和图9中还可以看出，在第6 表2各级荷载大小 级荷载作用下，节点3和节点8的竖直位移值相差 Table 2 Loading levels 很大，节点3只有4.73mm,而节点8的位移值已经 级数 荷载kN 快接近33.67mm.导致如此大的差距的主要原因是 第1级 40.40 第2级 80.80 在结构各构件分担荷载不同，越靠近屋脊处受力 第3级 120.12 越大ω 第4级 160.16 由图8和图9可知，试验结果介于有索模型（立 第5级 202.00 体拱架)和无索模型（单拱）之间四，在前三级荷载 第6级 242.40 作用下，试验结果和有索模型基本一样，之后试验结 应变片及位移计布置的原则：根据理论分析结 果逐渐向无索模型结果逼近.导致这种现象是因为 果，跟踪应力最大杆件应变变化及位移最大节点位 模型在加载过程中，拉索逐渐被拉断，直到最后所有 移变化，并尽可能以此把握整个模型的内力分布及 拉索退出工作，这时的试验模型己经变成了无索 变形情况可.为了尽可能详细地了解立体拱架结构 模型 的受力机理，本试验布置了较多的单向应变片，由于 由图10和图11可知：节点11和节点12在前 结构完全对称，故基本都布置在结构的左半侧，应变 四级荷载作用下都较小，节点12在第4级荷载作用 片布置平面图见图4，位移计布置见图5. 下位移为8.52mm,且两节点在前四级荷载作用下 在前四级荷载作用下，结构屋面立体拱架整体 都基本呈线性变化：在第5级荷载作用下位移增加 下降程度不明显，结构杆件无明显的纵向位移，各杆 幅度相比前几级稍大，此时是由于在部分拉索被拉 件及节点位置同未加载模型基本保持一致，除个别 断导致结构出现了一定下移，而在第6级荷载作用 拉索被拉断外，其余构件没有明显变化：当加载到第 下，两节点位移值都出现了较大幅度的增加，此时一 5级荷载时，拉索陆续被拉断，结构出现了较大程度 方面由于结构中所有拉索被拉断，结构的整体性不 的下降；当加载到第6级荷载时，拉索全部被拉断， 如之前，另一方面结构关键部位拱脚处出现了屈服， 结构突然下降较大幅度，且在加载过程中伴随着清 导致结构出现了较大的下移 脆的响声，认为是焊缝撕裂所致：由于结构并没有破 节点n1和1分别位于屋面桁架的纵向屋脊端 坏，在撤掉位移计后继续加载，在加载到相当于七级 部和屋架支撑杆接近拱脚的部位（见图3(c)),由 荷载时，由于拱脚的破坏导致了结构整体的坍塌. 图12可知，从施加第1级到第6级荷载过程中，nl 结构破坏见图6和图7 处应变基本呈线性变化，而且应变增幅在100× 10-6左右；到第6级荷载时，nl处应变值达到508× 3 试验结果分析 10-6(1和t1布置位置如图3所示).可见随着荷 在试验结果分析中，模型的实际承载能力考虑 载的增加，l处一直处于弹性阶段并没有屈服.从北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 过将配重块施加到焊接于节点上的托盘上来模拟结 构的静载［7］． 荷载共分六级来施加，每级荷载大小 见表 2． 在施加前四级荷载时，直接在托盘上加配重 块，考虑到安全因素，后几级荷载通过站在吊车上来 施加［8］． 每级荷载加完大约 30 min，之后等系统稳 定了开始采集数据． 图 3 加载现场 Fig． 3 Loading scene 表 2 各级荷载大小 Table 2 Loading levels 级数 荷载/ kN 第 1 级 40. 40 第 2 级 80. 80 第 3 级 120. 12 第 4 级 160. 16 第 5 级 202. 00 第 6 级 242. 40 应变片及位移计布置的原则: 根据理论分析结 果，跟踪应力最大杆件应变变化及位移最大节点位 移变化，并尽可能以此把握整个模型的内力分布及 变形情况［9］． 为了尽可能详细地了解立体拱架结构 的受力机理，本试验布置了较多的单向应变片，由于 结构完全对称，故基本都布置在结构的左半侧，应变 片布置平面图见图 4，位移计布置见图 5． 在前四级荷载作用下，结构屋面立体拱架整体 下降程度不明显，结构杆件无明显的纵向位移，各杆 件及节点位置同未加载模型基本保持一致，除个别 拉索被拉断外，其余构件没有明显变化; 当加载到第 5 级荷载时，拉索陆续被拉断，结构出现了较大程度 的下降; 当加载到第 6 级荷载时，拉索全部被拉断， 结构突然下降较大幅度，且在加载过程中伴随着清 脆的响声，认为是焊缝撕裂所致; 由于结构并没有破 坏，在撤掉位移计后继续加载，在加载到相当于七级 荷载时，由于拱脚的破坏导致了结构整体的坍塌． 结构破坏见图 6 和图 7． 3 试验结果分析 在试验结果分析中，模型的实际承载能力考虑 模型自重及全部加载系统的重量． 理论分析表明， 这些荷载基本上是按照试验方案分配到每个节点上 的［10］． 由于篇幅有限，选取了部分关键的节点位移 和杆件应变来进行分析，并与理论分析结果进行了 对比． 节点 3 位于屋面桁架上弦杆端部位置，节点 8 同样位于屋面桁架上弦杆平面，但更接近屋脊( 见 图 3( c) ) ． 由图 8 和图 9 可知，在前三级荷载作用下位移 都很小，尤其是节点 3 在第 3 级荷载作用下为 0. 82 mm，而节点 8 在三级荷载作用下为 4. 47 mm，因为 靠近屋脊处的节点施加的荷载值相对要更大且更密 集( 节点 3 和节点 8 的布置位置见图 5) ． 在前五级 荷载作用下，节点 3 和节点 8 的位移基本呈线性变 化，且位移值增长平缓，在加载到第 6 级荷载后，由 于结构中的承重索全部被拉断，两节点位移都出现 大幅度的增加． 从图 8 和图 9 中还可以看出，在第 6 级荷载作用下，节点 3 和节点 8 的竖直位移值相差 很大，节点 3 只有 4. 73 mm，而节点 8 的位移值已经 快接近 33. 67 mm． 导致如此大的差距的主要原因是 在结构各构件分担荷载不同，越靠近屋脊处受力 越大［11］． 由图 8 和图 9 可知，试验结果介于有索模型( 立 体拱架) 和无索模型( 单拱) 之间［12］，在前三级荷载 作用下，试验结果和有索模型基本一样，之后试验结 果逐渐向无索模型结果逼近． 导致这种现象是因为 模型在加载过程中，拉索逐渐被拉断，直到最后所有 拉索退出工作，这时的试验模型已经变成了无索 模型． 由图 10 和图 11 可知: 节点 11 和节点 12 在前 四级荷载作用下都较小，节点 12 在第 4 级荷载作用 下位移为 8. 52 mm，且两节点在前四级荷载作用下 都基本呈线性变化; 在第 5 级荷载作用下位移增加 幅度相比前几级稍大，此时是由于在部分拉索被拉 断导致结构出现了一定下移，而在第 6 级荷载作用 下，两节点位移值都出现了较大幅度的增加，此时一 方面由于结构中所有拉索被拉断，结构的整体性不 如之前，另一方面结构关键部位拱脚处出现了屈服， 导致结构出现了较大的下移． 节点 n1 和 t1 分别位于屋面桁架的纵向屋脊端 部和屋架支撑杆接近拱脚的部位( 见图 3 ( c) ) ，由 图 12 可知，从施加第 1 级到第 6 级荷载过程中，n1 处应变基本呈线 性 变 化，而且应变增幅在 100 × 10 － 6左右; 到第 6 级荷载时，n1 处应变值达到 508 × 10 － 6 ( n1 和 t1 布置位置如图 3 所示) ． 可见随着荷 载的增加，n1 处一直处于弹性阶段并没有屈服． 从 · 889 ·