本發(fā)明屬于土木工程專業(yè)實驗結構力學的教學實踐領域，涉及靜定、超靜定裝配梁結構實驗裝置以及應用該裝置進行的結構力學實驗。

技術背景

結構力學是高等院校土木工程專業(yè)必修學科，主要以梁、拱、桁架、剛架等桿件結構為主要研究對象，根據力學原理研究外力和其他外界因素作用下結構的內力和變形，結構的強度、剛度、穩(wěn)定性和動力反應，以及結構的組成規(guī)律和受力性能。

目前高等院校結構力學的教學方法主要是理論教學，缺少對相關力學原理的實驗驗證，導致部分同學對相關理論理解不夠深入，甚至對相關理論產生質疑。因此，在結構力學教學中引入實驗環(huán)節(jié)是其教學發(fā)展的必然趨勢。

本發(fā)明多跨梁結構實驗模型中的反力框架/第一種蝸輪蝸桿的加載方式與本課題組已經公開的中國專利(2015107123346一種將力法直觀化的教學實驗裝置；2015107079593一種將位移法直觀化的教學實驗裝置)中的內容相似，也是只起到支撐提供導軌和加載的作用，不為本發(fā)明的創(chuàng)新結構。

在結構力學教學各個章節(jié)中，均以梁式結構為最基本研究對象，所以發(fā)明一種裝配梁結構實驗裝置用以研究結構力學相關理論，尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

為改變目前結構力學教學中缺乏相關實驗環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀，發(fā)明一種裝配梁結構實驗裝置，該裝置結構簡單、可重復利用、測量結果準確，能夠實現(xiàn)結構力學中靜定和超靜定結構內力分布實驗、位移互等定理和力法等教學內容的實驗化。通過實驗，使學生們更加準確理解結構力學相關理論和假設。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種裝配梁結構實驗模型包括裝配梁結構、蝸輪蝸桿加載裝置、轉角約束及加載裝置、支承及約束裝置和測量設備。

所述裝配梁結構分為靜定結構和超靜定結構兩種基本結構，兩種基本結構均通過桿件和結點連接而成。

所述的靜定結構包括矩形薄壁桿件1c、1d、變剛度桿件1b和三種結點夾具；所述的變剛度桿件1b根據剛度不同有空心方桿、實心方桿和實心矩形桿三種不同形式。所述的變剛度桿件1b一端通過螺絲與鉸結點夾具A2a相連，鉸結點夾具A2a通過銷栓2f與鉸結點夾具B2b相連，鉸結點夾具B2b通過螺絲與支座3連接，形成固定鉸支座；變剛度桿件1b另一端通過螺絲與剛結點夾具C2c連接，剛結點夾具C2c另一端通過螺絲與矩形薄壁桿件1c一端相連，實現(xiàn)變剛度桿件1b和矩形薄壁桿件1c之間的固接；剛結點夾具C2c中部通過銷栓2f與鉸結點夾具B2b相連，鉸結點夾具B2b通過螺絲與支座3相連，形成活動鉸支座。所述的矩形薄壁桿件1c另一端通過螺絲與鉸結點夾具B2b連接，鉸結點夾具B2b再通過銷栓2f與鉸結點夾具A2a連接，鉸結點夾具A2a通過螺絲與矩形薄壁桿件1d一端連接，實現(xiàn)矩形薄壁桿件1c和矩形薄壁桿件1d之間鉸接；所述的矩形薄壁桿件1d的另一端通過螺絲與鉸結點夾具A2a連接，鉸結點夾具A2a通過銷栓2f與鉸結點夾具B2b連接，鉸結點夾具B2b通過螺絲與支座3相連，形成活動鉸支座。

所述的超靜定結構包括矩形薄壁桿件1a、變剛度桿件1b和四種結點夾具2a、2b、2c、2d。所述的變剛度桿件1b一端、剛結點夾具D2d和支座3依次通過螺絲固定連接，實現(xiàn)固定支座；所述的變剛度桿件1b的另一端通過剛結點夾具C2c與矩形薄壁桿件1a的一端固定連接，剛結點夾具C2c中部通過銷栓2f與鉸結點夾具B2b相連，鉸結點夾具B2b通過螺絲安裝在支座3上部，實現(xiàn)活動鉸支座。所述的矩形薄壁桿件1a另一端通過螺絲與鉸結點夾具A2a連接，鉸結點夾具A2a通過銷栓2f與鉸結點夾具B2b連接，鉸結點夾具B2b通過螺絲安裝在另一個支座3上，實現(xiàn)活動鉸支座。所述的鉸結點夾具A2a、鉸結點夾具B2b具有與矩形薄壁桿件1a、1c、1d相同的剛度，剛結點夾具C2c、剛結點夾具D2d具有與變剛度桿件1b中實心矩形桿相同的剛度。

所述的蝸輪蝸桿加載裝置有兩種，蝸輪蝸桿加載裝置能夠手動控制施加拉力和壓力，實現(xiàn)加載與卸載，并通過力傳感器5在計算機上顯示所加荷載大小。

第一種蝸輪蝸桿加載裝置用于對桿件進行加載或卸載，包括蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8。蝸輪蝸桿升降機4一端安裝在小車平臺10上，小車平臺10通過底部的四塊滑塊安裝到反力框架11導軌上，小車平臺10能夠沿反力框架11導軌水平移動。所述的蝸輪蝸桿升降機4另一端、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8的一端依次通過螺紋連接，蝸輪蝸桿升降機4通過旋轉手輪對裝配梁結構施加荷載，球鉸6通過其自身的自由轉動避免加載裝置對剛架結構產生彎矩的影響，桿件夾具A8用于將桿件夾持固定，桿件夾具A8另一端與矩形薄壁桿件1a、1c、1d或變剛度桿件1b連接，實現(xiàn)對桿件的加載與卸載，同時桿件夾具A8的插銷連接方式避免彎矩傳遞。

所述的桿件夾具A8包括連接件A8a、圓柱形插銷8b、H形桿件夾片8c和矩形桿件夾片8d；連接件A8a一端通過螺紋與加載桿6相連，另一端通過銷孔與圓柱形插銷8b相連；圓柱形插銷8b再與帶有銷孔的H形桿件夾片8c一端相連；H形桿件夾片8c另一端通過螺絲與矩形桿件夾片8d相連，用于將桿件夾持固定。

第二種蝸輪蝸桿加載裝置用于對結點位置進行加載或卸載，包括蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具B9；所述的蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6以及加載桿7依次相連。桿件夾具B9一端通過螺紋與加載桿7相連，另一端通過螺絲與鉸結點夾具B2b相連，鉸結點夾具B2b通過銷栓2f能夠與不同結點相連。

所述的轉角約束及加載裝置12包括絲杠升降機12a、扭矩傳感器12b、隨動圓盤12c和連接件B12d。所述的絲杠升降機12a底部通過螺絲固定在矩形空心墊塊12e上，矩形空心墊塊12e通過螺絲固定在小車平臺10上，矩形空心墊塊12e保證絲杠升降機12a和桿件1a、1b、1c、1d高度一致，實現(xiàn)固定絲杠升降機12a的位置的作用。所述的扭矩傳感器12b一端通過螺絲固定隨動圓盤12c，另一端將其軸承插入絲杠升降機12a中。所述的連接件B12d一端通過其自身花鍵與隨動圓盤12c相連；中間部分插入剛結點夾具E2e的鋸齒狀孔中，中間部分同時插入鉸結點夾具B2b的圓孔中；另一端通過螺紋連接轉角傳感器，用于測量轉角大小。所述的轉角約束及加載裝置12能夠用于約束裝配梁結點處的轉動，通過扭矩傳感器12b測出結點處產生的彎矩；所述的轉角約束及加載裝置12還能夠通過對結點施加彎矩，使結點處產生角位移，通過轉角傳感器可測出角位移數值。

所述的支承及約束裝置包括反力框架11和裝配梁結構的約束支承。所述反力框架11為門形剛架形式，包括反力架11a和兩個底座11b，底座11b用于支撐整個裝置。所述的反力架11a包括內置導軌的上下兩個橫梁和內置導軌的左右兩個立柱，上橫梁導軌安裝小車平臺10，小車平臺10通過螺絲連接蝸輪蝸桿加載裝置，下橫梁導軌固定小車平臺10，小車平臺10通過螺栓固定矩形方墩13。所述的矩形方墩13上方通過螺絲固定圓柱體墊塊14或固定滑道15，當矩形方墩13上方固定圓柱體墊塊14時，圓柱體墊塊14上方通過螺絲連接支座3，支座3上方連接鉸結點夾具B2b或剛結點夾具D2d，實現(xiàn)固定鉸支座或固定支座；當矩形方墩13上方固定滑道15時，滑道15上方通過螺絲連接鉸結點夾具B2b，實現(xiàn)活動鉸支座；上述固定支座、固定鉸支座和活動鉸支座構成支承結構。

所述的測量設備包括力傳感器5、應變片、轉角傳感器12b和百分表。所述的應變片粘貼在矩形薄片桿件1a、1c和1d和變剛度桿件1b上、下兩側不同位置，通過所測應變值計算桿件內力大小和支座反力；所述的力傳感器5測量外力對裝配梁結構所施加的荷載值；所述的轉角傳感器12b通過螺栓固定于連接件B12d上，用于測得結點處轉角；以上測量設備通過數據采集分析系統(tǒng)與計算機連接，通過計算機對各項數據進行實時監(jiān)測和測量；所述的百分表通過磁性表座固定在反力框架11上，用于測量矩形薄片桿件1a、1c和1d和變剛度桿件1b不同位置的位移。

上述裝配梁結構實驗模型能夠用于多種力學實驗，具體如下：

1.當靜定裝配梁結構實驗模型用于靜定多跨梁內力分布實驗

第一步，組裝靜定裝配梁結構，并確定各實驗點位置，變剛度桿件(1b)從左到右依次為A、E、B，其中最左端標注A、右端和矩形薄壁桿件(1c)相連的位置標注B；矩形薄壁桿件(1c)再從左到右再依次為F、C，其中C在最右側；矩形薄壁桿件(1d)再從左到右再依次為G、D，其中D在最右側。測量各實驗點之間的距離，即AE、EB、BF、FC、CG、GD之間的距離；桿件(1b、1c、1d)貼有應變片，測量各應變片的位置；

第二步，將安裝第一種蝸輪蝸桿加載裝置的小車平臺(10)水平移動到實驗點E；

第三步，對靜定多跨梁結構進行預加載，并平衡力傳感器；

第四步，采用分級加載方式在實驗點位置施加豎向荷載F_p，同時測量桿件上各點應變片的數值，計算出各點彎矩；

第五步，重復第四步實驗至少三次，求出實驗點位置在F_p作用下各應變片處的彎矩平均值；繪制F_p作用在實驗點位置時的多跨梁結構彎矩圖；

第六步，改變變剛度桿件(1b)，變換其剛度，重復重復第二步到第五步，比較變剛度桿件(1b)改變剛度時，靜定多跨梁彎矩圖的變化。

2.當靜定裝配梁結構實驗模型用于靜定多跨梁主從結構判定實驗

第一步，組裝靜定裝配梁結構，并確定各實驗點位置，矩形薄壁桿件(1a)從左到右依次為A、E、B，其中最左端標注A、右端和矩形薄壁桿件(1c)相連的位置標注B；矩形薄壁桿件(1c)再從左到右再依次為F、C，其中C在最右側；矩形薄壁桿件(1d)再從左到右再依次為G、D，其中D在最右側。測量各實驗點之間的距離，即AE、EB、BF、FC、CG、GD之間的距離；桿件(1a、1c、1d)貼有應變片，測量各應變片的位置；

第二步到第五步，同靜定多跨梁內力分布實驗第二步到第五步

第六步，將安裝第一種電動伺服加載裝置的小車平臺(10)水平移動到實驗點F，重復第三步到第五步；

第七步，將安裝第一種電動伺服加載裝置的小車平臺(10)水平移動到實驗點G，重復第三步到第五步；

第八步，分析荷載作用點不同時靜定多跨梁結構彎矩圖的變化情況，分析主體部分和附屬部分。

3.當超靜定裝配梁結構實驗模型用于超靜定多跨梁內力分布實驗

組裝超靜定裝配梁結構試驗模型，實驗方法同靜定多跨梁內力分布實驗。

4.當超靜定裝配梁結構實驗模型用于位移互等定理實驗

第一步，連接位移互等定理荷載作用實驗裝置，并確定各實驗點位置，左側矩形薄壁桿件(1a)兩端為A和B，中間部位標注D，右側矩形薄壁桿件(1a)右端標注C，測量AD、DB、BC的長度；在實驗點D布置百分表測量D點位移，在B點布置轉角傳感器，測量B點轉角；

第二步，將安裝第一種蝸輪蝸桿加載裝置的小車平臺(10)水平移動到實驗點D；

第三步，對超定多跨梁結構進行預加載，并平衡力傳感器；

第四步，采用分級加載方式在實驗點位置施加豎向荷載F_D，同時測量D點豎向位移Δ_DD和B點轉角θ_BD；

第五步，重復第四步實驗至少三次；

第六步，拆卸第一種蝸輪蝸桿加載裝置，并在實驗點B安裝轉角約束及加載裝置(12)，組成位移互等定理結點彎矩作用試驗裝置；

第七步，轉動絲杠升降機(12a)的手輪，對超定多跨梁結構進行預加載，并扭矩傳感器(12b)；

第八步，采用分級加載方式在實驗點位置施加彎矩M_B，同時測量D點豎向位移Δ_DB和B點轉角θ_BB；

第九步，重復第七步實驗至少三次；

第十步，根據位移互等定理得到F_DΔ_DB＝M_Bθ_BD，進而得到δ_DB＝δ_BD。

5.當超靜定裝配梁結構實驗模型用于超靜定梁力法實驗

第一步，連接超靜定梁力法實驗裝置，并確定各實驗點位置，矩形薄壁桿件(1a)兩端為A和B，中間部位標注C，測量AC、CB的長度；在實驗點B布置百分表測量B點豎向位移；矩形薄壁桿件(1a)上、下表面貼有應變片，測量應變片位置；

第二步，將安裝第一種蝸輪蝸桿加載裝置的小車平臺(10)水平移動到實驗點C；

第三步，對超靜定多跨梁結構進行預加載，并平衡力傳感器；

第四步，采用分級加載方式在實驗點位置施加豎向荷載F_p，同時測量桿件上各點應變片的數值，計算出各點彎矩；

第五步，重復第四步實驗至少三次，求出實驗點位置在F_p作用下各應變片處的彎矩平均值；繪制F_p作用在實驗點位置時的超靜定多跨梁原結構彎矩圖；

第六步，卸除實驗點B處支座(3)；實驗點C進行預加載，并平衡力傳感器；采用分級加載方式在實驗點位置施加豎向荷載F_p，測量B點豎向位移Δ_B，同時測量桿件上各點應變片的數值，計算出各點彎矩，繪制F_p作用在實驗點位置時的超靜定多跨梁基本結構彎矩圖；

第七步，重復第六步實驗至少三次；

第八步，卸除第一種蝸輪蝸桿加載裝置，然后安裝第二種蝸輪蝸桿加載裝置于實驗點B，預加載，并平衡力傳感器；采用分級加載方式在實驗點B點產生豎向位移-Δ_B使所施加豎向荷載F_B，同時測量桿件上各點應變片的數值，計算出各點彎矩，繪制未知力F_B作用在實驗點位置時的超靜定多跨梁基本結構彎矩圖；

第九步，重復第八步實驗至少三次；

第十步，求出未知力F_B，并將第六步和第八步所得彎矩圖疊加與第五步的彎矩圖比較，分析誤差。

本發(fā)明的有益效果是：可以利用該實驗裝置進行不同的實驗內容。該裝置集結構力學實驗模型、加載裝置和測量裝置于一體，根據實驗內容的需要能夠在桿件的不同位置粘貼應變片，在桿件的不同位置加載，實驗模型靈活可變。通過實驗驗證，本實驗裝置所得實驗結果與結構力學計算所得理論值相比誤差很小，適合高校開展相關教學實驗及進一步設計拓展。

附圖說明

圖1為連接件A詳圖。

圖2為轉角約束及加載裝置側視詳圖。

圖3為鉸結點夾具A詳圖。

圖4為鉸結點夾具B詳圖。

圖5為剛結點夾具C詳圖。

圖6為剛結點夾具D詳圖。

圖7為剛結點夾具E詳圖。

圖8為靜定多跨梁內力分布實驗裝置圖。

圖9為靜定多跨梁主從結構判定實驗裝置圖。

圖10為超靜定多跨梁內力分布實驗裝置圖。

圖11為位移互等定理荷載作用實驗裝置圖。

圖12為位移互等定理結點彎矩作用實驗裝置圖。

圖13為超靜定梁力法實驗原結構實驗裝置圖。

圖14為超靜定梁力法實驗基本結構荷載作用實驗裝置圖。

圖15為超靜定梁力法實驗基本結構未知力作用實驗裝置圖。

圖中：1a矩形薄壁桿件；1b變剛度桿件；1c矩形薄壁桿件；1d矩形薄壁桿件；2a鉸結點夾具A；2b鉸結點夾具B；2c剛結點夾具C；2d剛結點夾具D；2e剛結點夾具E；2f銷栓；3支座；4蝸輪蝸桿升降機；5力傳感器；6球鉸；7加載桿；8桿件夾具A；8a連接件A；8b圓柱形插銷；8c H形桿件夾片；8d矩形桿件夾片；9桿件夾具B；10小車平臺；11反力框架；11a反力架；11b底座；12轉角約束及加載裝置；12a絲杠升降機；12b扭矩傳感器；12c隨動圓盤；12d連接件B；12e矩形空心墊塊；13矩形方墩；14圓柱體墊塊；15滑道。

具體實施方式

本發(fā)明裝置可以進行多組實驗，包括靜定多跨梁內力分布；靜定多跨梁主從結構判定；超靜定多跨梁內力分布；位移互等定理；超靜定梁力法實驗等。

下面結合附圖和實施實例對本發(fā)明的實施方式做進一步說明。

裝配梁結構實驗裝置包括裝配梁結構、蝸輪蝸桿加載裝置、轉角約束及加載裝置、支承及約束裝置和測量設備；所述的裝配梁結構分為靜定結構和超靜定結構兩種基本結構，兩種基本結構均通過桿件和結點連接而成；所述的蝸輪蝸桿加載裝置有兩種，蝸輪蝸桿加載裝置手動控制施加拉力和壓力，并通過力傳感器5在計算機上顯示所加荷載大?。凰龅霓D角約束及加載裝置12包括絲杠升降機12a、扭矩傳感器12b、隨動圓盤12c和連接件B12d；所述的支承及約束裝置包括反力框架11和裝配梁結構的約束支承；所述的測量設備包括力傳感器5、應變片、轉角傳感器12b和百分表。

實驗裝置的具體安裝和實施方式如下：

實施例1：靜定多跨梁內力分布

圖8為靜定多跨梁內力分布實驗裝置圖。

所述靜定結構包括矩形薄壁桿件1c、1d、變剛度桿件1b和各種結點夾具2a、2b、2c。變剛度桿件1b一端通過鉸結點夾具A2a和鉸結點夾具B2b與支座3連接，實現(xiàn)固定鉸支座；另一端通過剛結點夾具C2c與矩形薄壁桿件1c相連，實現(xiàn)變剛度桿件1b和矩形薄壁桿件1c之間的固接；剛結點夾具C2c中間部分通過鉸結點夾具B2b與支座3相連，實現(xiàn)活動鉸支座。矩形薄壁桿件1c另一端通過鉸結點夾具B2b和鉸結點夾具A2a與矩形薄壁桿件1d連接，實現(xiàn)矩形薄壁桿件1c和矩形薄壁桿件1d之間鉸接。矩形薄壁桿件1d另一端通過鉸結點夾具A2a和鉸結點夾具B2b與支座3相連，實現(xiàn)活動鉸支座。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8，依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具A8能夠與矩形薄壁桿件1c、1d、變剛度桿件1b連接，實現(xiàn)對靜定多跨梁結構施加荷載。

應變片粘貼在矩形薄壁桿件1c、1d和變剛度桿件1b上、下兩側不同位置，通過所測應變值計算桿件各點內力大小和支座反力大小；力傳感器5測得對靜定多跨梁結構所施加的荷載值；以上測量設備均連接于計算機，通過計算機對各項數據進行實時監(jiān)測和測量。

蝸輪蝸桿加載裝置連接小車平臺10水平移動，改變加載點的位置，使加載點作用在矩形薄壁桿件1c、1d和變剛度桿件1b的不同位置；通過改變剛度桿件1b的桿件形式，測得不同剛度情況下桿件各點內力大小，分析剛度改變對靜定多跨梁結構內力分布的影響。

實施例2：靜定多跨梁主從結構判定

圖9為靜定多跨梁主從結構判定實驗裝置圖。與圖8相比，將變剛度桿件1b換為矩形薄壁桿件1a，其他零件位置和連接方式不變。

蝸輪蝸桿加載裝置連接小車平臺10水平移動，改變加載點的位置，使加載點作用在矩形薄壁桿件1a、1c和1d的不同位置；通過比較不同荷載作用位置下的桿件內力分布形式，判斷圖9中結構的主體部分和附屬部分。

實施例3：超靜定多跨梁內力分布

圖10為超靜定多跨梁內力分布實驗裝置圖。

所述超靜定結構包括矩形薄壁桿件1a、變剛度桿件1b和各種結點夾具2a、2b、2c、2d。所述變剛度桿件1b一端通過剛結點夾具D2d與支座3連接，實現(xiàn)固定支座；另一端通過剛結點夾具C2c與矩形薄壁桿件1a相連，實現(xiàn)變剛度桿件1b和矩形薄壁桿件1a之間的固接；剛結點夾具C2c中間部分通過鉸結點夾具B2b與支座3相連，實現(xiàn)活動鉸支座。矩形薄壁桿件1a另一端通過鉸結點夾具A2a和鉸結點夾具B2b與支座3相連，實現(xiàn)活動鉸支座。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8，依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具A8能夠與矩形薄壁桿件1a和變剛度桿件1b連接，實現(xiàn)對超靜定多跨梁結構施加荷載。

應變片粘貼在矩形薄壁桿件1a和變剛度桿件1b上、下兩側不同位置，通過所測應變值計算桿件各點內力大小和支座反力大小；力傳感器5測得對靜定多跨梁結構所施加的荷載值；以上測量設備均連接于計算機，通過計算機對各項數據進行實時監(jiān)測和測量。

蝸輪蝸桿加載裝置連接小車平臺10水平移動，改變加載點的位置，使加載點作用在矩形薄壁桿件1a和變剛度桿件1b的不同位置；通過改變剛度桿件1b的桿件形式，測得不同剛度情況下桿件各點內力大小，分析剛度改變對超靜定多跨梁結構內力分布的影響。

實施例4：位移互等定理

圖11為位移互等定理荷載作用實驗裝置圖。與圖10相比，將變剛度桿件1b換為矩形薄壁桿件1a，將兩桿之間剛結點夾具C2c換為剛結點夾具E2e，其他零件位置和連接方式不變。

在矩形薄壁桿件1a中間位置進行加載，通過力傳感器5測量荷載大??；通過百分表測量加載點位置位移，百分表通過磁性表座固定在反力框架11上；通過連接件B12d連接的轉角傳感器測量結點處轉角，此時連接件B12d不與隨動圓盤12c相連。

圖12為位移互等定理結點彎矩作用實驗裝置圖。與圖11相比，將蝸輪蝸桿加載裝置去掉，在剛結點夾具E2e位置增加轉角約束及加載裝置12。

通過轉角約束及加載裝置12的絲杠升降機12a對結點處施加彎矩；通過扭矩傳感器12b測量施加結點彎矩值；并通過連接件B12d連接的轉角傳感器測量結點轉角；通過百分表測量與圖11中荷載作用相同的位置處的豎向位移。

實施例5：超靜定梁力法實驗

圖13為超靜定梁力法實驗原結構實驗裝置圖。

超靜定梁力法實驗原結構由矩形薄壁桿件1a和結點夾具2a、2b、2d構成。矩形薄壁桿件1a一端通過剛結點夾具D2d與支座3相連，實現(xiàn)固定支座；另一端通過鉸結點夾具A2a和鉸結點夾具B2b與支座3相連，實現(xiàn)活動鉸支座。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8，依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具A8與矩形薄壁桿件1a連接，實現(xiàn)對超靜定多跨梁結構施加荷載。

應變片粘貼在矩形薄壁桿件1a上、下兩側不同位置，通過所測應變值計算桿件各點內力大小和支座反力大??；力傳感器5測得對靜定多跨梁結構所施加的荷載值；以上測量設備均連接于計算機，通過計算機對各項數據進行實時監(jiān)測和測量。

圖14為超靜定梁力法實驗基本結構荷載作用實驗裝置圖。與圖13相比，去掉鉸結點夾具B2b和支座3。

應變片粘貼在矩形薄壁桿件1a上、下兩側不同位置，通過所測應變值計算桿件各點內力大小；力傳感器5測得對基本結構所施加的荷載值；以上測量設備均連接于計算機，通過計算機對各項數據進行實時監(jiān)測和測量；通過百分表測得鉸結點夾具A2a結點位置豎向位移，其中百分表通過磁性表座連接在反力框架11上。

圖15為超靜定梁力法實驗基本結構未知力作用實驗裝置圖。

超靜定梁力法實驗基本結構由矩形薄壁桿件1a和結點夾具2a、2b、2d構成。矩形薄壁桿件1a一端通過剛結點夾具D2d與支座3相連，實現(xiàn)固定支座；另一端通過鉸結點夾具A2a和鉸結點夾具B2b與蝸輪蝸桿加載裝置相連，實現(xiàn)加載。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具B9，依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具B9通過鉸結點夾具A2a和鉸結點夾具B2b與矩形薄壁桿件1a連接，實現(xiàn)對基本結構施加荷載。

應變片粘貼在矩形薄壁桿件1a上、下兩側不同位置，通過所測應變值計算桿件各點內力大??；力傳感器5測得對基本結構所施加的荷載值；以上測量設備均連接于計算機，通過計算機對各項數據進行實時監(jiān)測和測量；通過百分表測得鉸結點夾具A2a結點位置豎向位移，其中百分表通過磁性表座連接在反力框架11上。