中南大学结构力学矩阵位移法上机实验报告
指导老师：韩衍群
班级：土木工程11xx班
姓名：
学号：
2013年10月11日
目录
一、钢架的受力分析
1、题目 (2)
2、结构计算编号示意 (3)
3、输入文件 (3)
4、输出文件 (5)
5、结构受力分析图 (9)
二、桁架的受力分析
1、题目 (12)
2、结构计算编号示意图 (12)
3、输入文件 (13)
4、输出文件 (14)
5、结构受力分析图 (17)
三、连续梁的受力分析
1、题目 (15)
2、结构计算编号示意图 (16)
3、输入文件 (16)
4、输出文件 (18)
5、结构受力分析图 (22)
一、实践目的
学会使用矩阵位移法,掌握PF程序的使用并用来计算给定的平面刚架、桁架和连续粱的内力。
二、实践要求
（1）用PF程序计算给定的平面钢架、桁架和连续粱的内力；
（2）绘制给出上述结构的内力图。
三、实践步骤
（1）编号：对杆件和结点编号，选定局部坐标系和整体坐标系。
（2）建立输入文件：根据题目已给数据，建立格式为.txt的输入数据文件。（3）运行计算：运行程序，得到输出文件。
（4）绘图：手绘内力图
四、上机过程
（一）第1题
作图示刚架的
F、S F、M图，已知各杆截面均为矩形，柱截面
N
宽0.4m，高0.4m，大跨梁截面宽0.4m，高0.9m，小跨梁截面宽0.4m，高0.6m，各杆E=3.0×104 MPa。10分
（1）编号
（2）输入文件
******************************************************* * * * 1 composite beam 2013.10.11 * * * ******************************************************* 3.0e7 18 15 12 1
1 2 0.16 2.13333e-3
2 3 0.16 2.13333e-3
3 4 0.16 2.13333e-3
5 6 0.16 2.13333e-3
2 6 0.24 7.2e-3
6 9 0.24 7.2e-3
4 7 0.36 2.43e-2
7 11 0.36 2.43e-2
8 9 0.16 2.13333e-3
9 10 0.16 2.1333e-3
10 11 0.16 2.13333e-3
9 13 0.24 7.2e-3
10 14 0.24 7.2e-3
11 15 0.24 7.2e-3
12 13 0.16 2.13333e-3
13 14 0.16 2.13333e-3
14 15 0.16 2.13333e-3 3 10 0.36 2.43e-2
0.0 0.0
0.0 4.5
0.0 7.7
0.0 10.9
3.8 0.0
3.8
4.5
3.8 10.9
7.6 0.0
7.6 4.5
7.6 7.7
7.6 10.9
11.4 0.0
11.4 4.5
11.4 7.7
11.4 10.9
11 0
12 0
13 0
51 0
52 0
53 0
81 0
82 0
83 0
121 0
122 0
123 0
3
4 100 0 0
7 0 0 -15
15 0 0 -15
8
1 3 20 4.5
18 4 -45 7.6
18 2 -26 3.8
5 4 -5 3.8
6 4 -5 3.8
13 4 -45 3.8
12 4 -5 3.8
12 2 -26 2.7
（3）输出文件
******************************************************* * * * 1 composite beam 2013.10.11 * * * *******************************************************
The Input Data
The General Information
E NM NJ NS NLC
3.000E+07 18 15 12 1
The Information of Members
member start end A I
1 1
2 1.600000E-01 2.133330E-03
2 2
3 1.600000E-01 2.133330E-03
3 3
4 1.600000E-01 2.133330E-03
4 5 6 1.600000E-01 2.133330E-03
5 2
6 2.400000E-01 7.200000E-03
6 6 9 2.400000E-01 7.200000E-03
7 4 7 3.600000E-01 2.430000E-02
8 7 11 3.600000E-01 2.430000E-02
9 8 9 1.600000E-01 2.133330E-03
10 9 10 1.600000E-01 2.133300E-03
11 10 11 1.600000E-01 2.133330E-03
12 9 13 2.400000E-01 7.200000E-03
13 10 14 2.400000E-01 7.200000E-03
14 11 15 2.400000E-01 7.200000E-03
15 12 13 1.600000E-01 2.133330E-03
16 13 14 1.600000E-01 2.133330E-03
17 14 15 1.600000E-01 2.133330E-03
18 3 10 3.600000E-01 2.430000E-02
The Joint Coordinates
joint X Y
1 .000000 .000000
2 .000000 4.500000
3 .000000 7.700000
4 .000000 10.900000
5 3.800000 .000000
6 3.800000 4.500000
7 3.800000 10.900000
8 7.600000 .000000
9 7.600000 4.500000
10 7.600000 7.700000
11 7.600000 10.900000
12 11.400000 .000000
13 11.400000 4.500000
14 11.400000 7.700000
15 11.400000 10.900000
The Information of Supports
IS VS
11 .000000
12 .000000
13 .000000
51 .000000
52 .000000
53 .000000
81 .000000
82 .000000
83 .000000
121 .000000
122 .000000
123 .000000
( NA= 414 )
( NW= 1341 )
Loading Case 1
The Loadings at Joints
NLJ= 3
ILJ PX PY PM
4 100.0000 .0000 .00000
7 .0000 .0000 -15.00000 15 .0000 .0000 -15.00000
The Loadings at Members
NLM= 8
ILM ITL PV DST
1 3 20.0000 4.500000
18 4 -45.0000 7.600000
18 2 -26.0000 3.800000
5 4 -5.0000 3.800000
6 4 -5.0000 3.800000
13 4 -45.0000 3.800000
12 4 -5.0000 3.800000
12 2 -26.0000 2.700000
The Results of Calculation
The Joint Displacements
joint u v phi
1 3.548661E-21 -1.090977E-20 -8.380184E-21
2 4.836583E-0
3 -1.022791E-0
4 -2.782254E-04
3 7.170279E-03 -1.924134E-0
4 -8.633091E-04
4 9.283512E-03 -1.850379E-04 -9.796132E-05
5 3.913801E-21 -3.244850E-21 -8.920755E-21
6 4.825287E-03 -3.042047E-05 -8.065040E-05
7 9.253070E-03 -3.308516E-04 -1.530614E-05
8 3.534772E-21 -2.725822E-20 -8.358128E-21
9 4.834648E-03 -2.555458E-04 -2.846899E-04
10 7.169158E-03 -4.432721E-04 2.989875E-04
11 9.222629E-03 -4.303827E-04 -7.360206E-05
12 3.502766E-21 -2.078716E-20 -8.309396E-21
13 4.833505E-03 -1.948796E-04 -3.010598E-04
14 7.167616E-03 -2.763524E-04 -2.814602E-04
15 9.206828E-03 -2.966173E-04 -1.946818E-04
The Terminal Forces
member N(st) Q(st) M(st) N(en) Q(en) M(en)
1 109.098 80.487 117.55
2 -109.098 9.51
3 42.138
2 135.201 11.888 30.72
3 -135.201 -11.888 7.320
3 -11.063 13.481 6.263 11.063 -13.481 36.877
4 32.449 39.138 89.208 -32.449 -39.138 86.913
5 21.402 -26.104 -72.861 -21.402 45.104 -62.433
6 -17.736 -12.655 -24.480 17.736 31.655 -59.710
7 86.519 -11.063 -36.877 -86.519 11.063 -5.163
8 86.519 -11.063 -9.837 -86.519 11.063 -32.204
9 272.582 35.348 83.581 -272.582 -35.348 75.483
10 281.589 55.250 76.727 -281.589 -55.250 100.074
11 -19.334 56.580 97.980 19.334 -56.580 83.076
12 2.166 -40.662 -92.501 -2.166 85.662 -126.716
13 2.923 79.188 75.152 -2.923 91.812 -99.136
14 29.939 -30.397 -50.873 -29.939 30.397 -64.637
15 207.872 35.028 83.094 -207.872 -35.028 74.531
16 122.209 32.861 52.186 -122.209 -32.861 52.970
17 30.397 29.939 46.166 -30.397 -29.939 49.637
18 1.593 146.265 -13.583 -1.593 221.735 -273.205
( NA= 414 )
( NW= 1373 )
（4）CAD绘图
①Fn图（单位KN)
②Fs图（单位KN)
③M图（单位KN.m)
（二）第2题计算图示桁架各杆的轴力。已知A=3600mm2，E=2.0×105 MPa。5分
（1）编号
编（2）输入文件
*******************************************************
* * * 1 composite beam 2013.10.11 * * * ******************************************************* 2e8 15 9 4 1
1 2 3.6e-3 1e-15
2 4 3.6e-
3 1e-15
2 3 3.6e-3 1e-15
1 3 3.6e-3 1e-15
3 4 3.6e-3 1e-15
4 5 3.6e-3 1e-15
3 5 3.6e-3 1e-15
5 7 3.6e-3 1e-15
5 6 3.6e-3 1e-15
6 7 3.6e-3 1e-15
7 9 3.6e-3 1e-15
6 9 3.6e-3 1e-15
6 8 3.6e-3 1e-15
8 9 3.6e-3 1e-15
3 6 3.6e-3 1e-15
0.0 0.0
0. 6.
2. 3.
2. 6.
4. 6.
6. 3.
6. 6.
8. 0.
8. 6.
11 0
12 0
81 0
82 0
5
2 10 -50 0
4 0 -50 0
5 0 -50 0
7 0 -50 0
9 0 -50 0
(3)输出文件
******************************************************* * * * 1 composite beam 2013.10.10 * * * *******************************************************
The Input Data
The General Information
E NM NJ NS NLC
2.000E+08 15 9 4 1
The Information of Members
member start end A I
1 1
2 3.600000E-0
3 1.000000E-15
2 2 4 3.600000E-0
3 1.000000E-15
3 2 3 3.600000E-03 1.000000E-15
4 1 3 3.600000E-03 1.000000E-15
5 3 4 3.600000E-03 1.000000E-15
6 4 5 3.600000E-03 1.000000E-15
7 3 5 3.600000E-03 1.000000E-15
8 5 7 3.600000E-03 1.000000E-15
9 5 6 3.600000E-03 1.000000E-15
10 6 7 3.600000E-03 1.000000E-15
11 7 9 3.600000E-03 1.000000E-15
12 6 9 3.600000E-03 1.000000E-15
13 6 8 3.600000E-03 1.000000E-15
14 8 9 3.600000E-03 1.000000E-15
15 3 6 3.600000E-03 1.000000E-15
The Joint Coordinates
joint X Y
1 .000000 .000000
2 .000000 6.000000
3 2.000000 3.000000
4 2.000000 6.000000
5 4.000000 6.000000
6 6.000000 3.000000
7 6.000000 6.000000
8 8.000000 .000000
9 8.000000 6.000000
The Information of Supports
IS VS
11 .000000
12 .000000
81 .000000
82 .000000
( NA= 207 )
( NW= 797 )
Loading Case 1
The Loadings at Joints
NLJ= 5
ILJ PX PY PM
2 10.0000 -50.0000 .00000
4 .0000 -50.0000 .00000
5 .0000 -50.0000 .00000
7 .0000 -50.0000 .00000
9 .0000 -50.0000 .00000
The Loadings at Members
NLM= 0
The Results of Calculation
The Joint Displacements
joint u v phi
1 -3.990692E-21 -1.175000E-20 -1.204224E-04
2 2.466010E-04 -4.803302E-04 -1.163163E-04
3 2.002495E-0
4 -5.664913E-04 -1.871438E-05
4 2.046758E-04 -7.748246E-04 -3.296074E-05
5 1.627506E-04 -6.680758E-04 2.001388E-05
6 7.165413E-05 -4.937226E-04 -1.831532E-06
7 1.486031E-04 -7.020559E-04 2.709549E-05
8 4.990692E-21 -1.325000E-20 3.105258E-05
9 1.344557E-04 -4.803302E-04 6.701690E-05
The Terminal Forces
member N(st) Q(st) M(st) N(en) Q(en) M(en)
1 57.640 .000 .000 -57.640 .000 .000
2 15.09
3 .000 .000 -15.093 .000 .000
3 -9.182 .000 .000 9.182 .000 .000
4 71.943 .000 .000 -71.943 .000 .000
5 50.000 .000 .000 -50.000 .000 .000
6 15.093 .000 .000 -15.093 .000 .000
7 21.032 .000 .000 -21.032 .000 .000
8 5.093 .000 .000 -5.093 .000 .000
9 39.060 .000 .000 -39.060 .000 .000
10 50.000 .000 .000 -50.000 .000 .000
11 5.093 .000 .000 -5.093 .000 .000
12 -9.182 .000 .000 9.182 .000 .000
13 89.971 .000 .000 -89.971 .000 .000
14 57.640 .000 .000 -57.640 .000 .000
15 23.147 .000 .000 -23.147 .000 .000
( NA= 207 )
( NW= 797 )
（4）CAD绘图Fn图（单位KN)
（三）第3题作图示连续梁的
F、M图，已知各梁截面面积A=7.52m，
S
惯性矩I=9.504
m，各杆E=3.45×104MPa。5分
（1）编号
（2）输入文件
******************************************************* * * * 1 composite beam 2013.10.11 * * * ******************************************************* 3.45e7 4 5 6 1
1 2 7.5 9.5
2 3 7.5 9.5
3 4 7.5 9.5
4 5 7.5 9.5
0 0
40 0
80 0
100 0
结构力学（二）上机试验结构力学求解器的使用 上机报告 班级： 姓名： 学号： 日期：
实验三、计算结构的影响线 1．实验任务 （1）作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器：D M 的影响线 观览器：QD F 的影响线 D |F=1 3 365
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,6,0 结点,4,12,0 结点,6,6,1 结点,5,17,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 影响线参数,-2,1,1,3 影响线参数,-2,1,1,2 End
作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器： D M 的影响线 QD F 的影响线
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,2,0 结点,3,4,0 结点,4,6,0 结点,5,8,0 结点,6,0,1 结点,7,8,1 结点,8,2,1 结点,9,4,1 结点,10,6,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,1,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,5,1,1,0,1,1,0
中南大学《结构力学》下试题 一选择题（每小题4分，共24分） 1 图示结构中，不能直接用力矩分配法计算的结构是() A. C. B. D. EI= 2 根据影响线，使跨中截面K产生最大弯矩的均布活荷载最不利分布是( ) (A) K K (B) (C) K K (D) 3 不考虑轴向变形，图示结构用先处理法建立的结构刚度矩阵阶数是( ) (A) 3×3 (B) 4×4 (C) 5×5 (D) 6×6 (E) 7×7 (F) 8×8 题一.3图题一.4图 4 不计杆件质量和轴向变形，图示体系的振动自由度数为( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 5 设ω为结构自振频率，θ为动力荷载频率，关于动力系数β的下列论述中正 确的是( ) (A)ω越大、β也越大(B)θ越大、β也越大(C)θ/ω越接近1、β越大
6 图示三单跨梁的自振频率分别为ωa ，ωb ，ωc ， 它们之间的关系是( ) (a) (b) (c) (A)c b a ωωω>> (B) b c a ωωω>> (C) b a c ωωω>> (D) c a b ωωω>> 二 用力矩分配法计算图示连续梁，并作其M 图（25分） 三 简述根据定位向量、用直接刚度法形成结构整体刚度矩阵的规则和步骤（15分） 四 用矩阵位移法计算连续梁（计算至建立起结构刚度方程），忽略轴向变形（20 分） 20 kN/m 50kN 6m 2m 2m 2 E I EI A B x y M , θ 五 图示体系各柱柱高均为h ，EI=常数，3 18mh EI = θ，求最大动弯矩图（16分） m sin θP t o o m l/2 l/2 l/2 l/2 m m l/2 l/2 t F P θsin
结构力学实验报告 班级12土木2班 姓名 学号
实验报告一 实验名称 在求解器中输入平面结构体系 一实验目的 1、了解如何在求解器中输入结构体系 2、学习并掌握计算模型的交互式输入方法； 3、建立任意体系的计算模型并做几何组成分析； 4、计算平面静定结构的内力。 二实验仪器 计算机，软件：结构力学求解器 三实验步骤 图2-4-3 是刚结点的连接示例，其中图2-4-3a 中定义了一个虚拟刚结点和杆端的连接码；各个杆端与虚拟刚结点连接后成为图2-4-3b 的形式，去除虚拟刚结点后的效果为图2-4-3c 所示的刚结点；求解器中显示的是最后的图2-4-3c。图2-4-4 是组合结点的连接示例，同理，无需重复。铰结点是最常见的结点之一，其连接示例在图2-4-5 中给出。这里，共有四种连接方式，都等效于图2-4-5e 中的铰结点，通常采用图2-4-5a 所示方式即可。值得一提的是，如果将三个杆件固定住，图2-4-5b~d 中的虚拟刚结点也随之被固定不动，而图2-4-5a 中的虚拟刚结点仍然存在一个转动自由度，可以绕结点自由转动。这是一种结点转动机构，在求解器中会自动将其排除不计①。结点机构实际上也潜存于经典的结构力学之中，如将一个集中力矩加在铰结点上，便可以理解为加在了结点机构上（犹如加在可自由转动的销钉上），是无意义的。 综上所述，求解器中单元对话框中的“连接方式”是指各杆端与虚拟刚结点的连接方式，而不是杆件之间的连接方式。这样，各杆件通过虚拟刚结点这一中介再和其他杆件间接地连接。这种处理的好处是可以避免结点的重复编码（如本书中矩阵位移法中所介绍的），同时可以方便地构造各种
中国矿业大学力学与建筑工程学院 2013~2014学年度第二学期 《结构力学A1》上机实验报告 学号 班级 姓名 2014年5月26日
一、单跨超静定梁计算(50分) 1. 计算并绘制下面单跨超静定梁的弯矩图和剪力图。（20分） q =12N/m q =8N/m q =8N/m q=?8m 1 2 3 2. 如果按照梁跨中弯矩相等的原则，将梁上的荷载换算成均布荷载，则均布荷载应为多少？（10分） 2m 1m 1m 1m 1m 1m q=? 8m 3. 如果按照梁端部弯矩相等的原则，将梁上的荷载换算成均布荷载，则均布荷载应为多少？（10分） 4. 如果按照梁端部剪力相等的原则，将梁上的荷载换算成均布荷载，则均布荷载应为多少？（10分） 二、超静定刚架计算（50分） 1.刚架各杆EI 如图所示,计算刚架的弯矩图，剪力图和轴力图。（30分）
2. 若EI=106 （Nm 2 ），计算刚架一层梁和二层梁的水平位移。（20分）
弯矩图： y x 12345678 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) -40.96 -16.29 3.04 19.04 25.04 19.04 3.04 -16.29 -40.96 剪力图： y x 12345678 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) 26.00 22.00 18.00 12.00 -12.00 -18.00 -22.00 -26.00
解：跨中弯矩M1=25.04Nm（下部受拉）均布荷载q作用在梁上时，跨中弯矩为 M2=1/24*q*(l^2)(下部受拉) ∵M1=M2, ∴q=9.39N/m 如图所示： y x 12 ( 1 ) -50.08-50.08
结构力学求解器学习报告 一、实习目的 结构力学上机实习使训练学生使用计算机进行结构计算的重要环节。通过实习，学生可以掌握如何使用计算机程序进行杆系结构的分析计算，进一步掌握结构力学课程的基本理论和基本概念。在此基础上，通过阅读有关程序设计框图，编写、调试结构力学程序，学生进一步提高运用计算机进行计算的能力，为后续课程的学习、毕业设计及今后工作中使用计算机进行计算打下良好的基础。 二、实习时间 大三上学期第19周星期一至星期五。 三、实习内容 本次实习以自学为主，学习如何使用结构力学求解器进行结构力学问题的求解，包括：二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等。对所有这些问题，求解器全部采用精确算法给出精确解答。 四、心得体会 第一天上机时，张老师对结构力学求解器的使用方法进行了简单的介绍，然后就是学生自己自学的时间了。每个学生都有自己对应的题目要完成，在完成这些题目的同时，我也逐渐对结构力学求解器的运用更加自如。 从刚开始的生疏到最后的熟练运用，我遇到了不少问题：①第一次使用在有些问题上拿不定注意，例如，在材料性质那一栏，我不知
道是EA和EI的取值②第一次接触这个软件，在使用过程中不知道该如何下手，题目条件的输入顺序也很模糊。③经常会忘记添加荷载的单位，导致计算结果出现问题。④对于有些命令不能很明确的知道其用法，致使在使用时经常出错。在面对这些问题时，我一般都会向同学和老师寻求帮助，直到最终将问题解决。 通过这几天的上机实习，不仅让我进一步掌握了结构力学的知识，同时，还使我对结构力学求解器有了更深入的了解： 1. 结构力学求解器首先是一个计算求解的强有效的工具。对于任意平面的结构，只要将参数输进求解器，就可以得到变形图和内力图，甚至还可以求得临界荷载等问题。 2.即便是结构力学的初学者，只要会用求解器，也可以用求解器来方便地求解许多结构的各类问题，以增强对结构受力特性的直观感受和切实体验。 3.书本中的方法并非所有类型的问题都可以解决，例如，不规则分布的荷载以及超静定结构用传统方法比较困难，但用求解器就较为简单。而且，用求解器求解问题时可以不忽略轴向变形等书本中忽略的条件，与实际更加相符。 4.求解器可以用静态图形显示结构简图、变形图、内力图，还可以用动画显示机构模态、振型等动态图形。利用复制到剪贴板的功能，可以将结构简图、变形图、内力图以点阵图或矢量图的形式粘贴到word文档中，并可以方便地进行再编辑。
实验报告一 平面刚架内力计算程序APF 实验目的：(1)分析构件刚度与外界温度对结构位移的影响，如各杆刚度改变对内力分布的影响、温度因数对内力分布的影响。 (2)观察并分析刚架在静力荷载及温度作用下的内力和变形规律，包括刚度的变化，结构形式的改变，荷载的作用位置变化等因素对内力及变形的影响。对结构静力分析的矩阵位移法的计算机应用有直观的了解 (3)掌握杆系结构计算的《结构力学求解器》的使用方法。通过实验加深对静定、超静定结构特性的认识。 实验设计1： 计算图示刚架当梁柱刚度12I I 分别为15、11、15、1 10时结构的内力和位移，由此分析当刚架在水平荷 载作用下横梁的水平位移与刚架梁柱 比（1 2I I ）之间的关系。(计算时忽略轴向变形)。 数据文件： (1)变量定义,EI1=1,EI2=0.2(1,5,10) 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,4 结点,4,6,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,1,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,2,2,-1,EI2,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI1,0,0,-1 (2)变量定义,EI1=5(1,0.2,0.1),EI2=1 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,4 结点,4,6,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,1,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,2,2,-1,EI2,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI1,0,0,-1 主要计算结果： 位移：
结构力学求解器（使用指南） 结构力学求解器（SM Solver of Win dows）是一个关于结构力学分 析计算的计算机软件， 其功能包括求解平面杆件结构（体系）的几何组成、静定和超静定 结构的内力、位移，影响 线.口出掘动的口振频率和张型,以及弹性稳定等结构力学课程中 所涉及的绝大部分问题. 对几何可变休系可作静态或动态显示机构模态；能绘制结构内力 图和位移图；能静态或动态 显小结构口由振动的各阶振型和弹性稳是分析的失稳模态;能绘 制结构的影响线图. 该软件的版本为V1.5.清华大学土木系研制.高教出版社发行. 」.运行环境 Windows 98/NT. 8M 内存.2M 硬盘空间. —.装机与运行 将软件光盘置入光驱，在Windows环境下运行光盘上的 SMsetup.exe,然后按提示操作 即可完成装机.装机完成后，桌面上将出现一个名为”求解器"的 图标.双击桌面上的 "求解器"图标,再单击软件的封面，便可使用该求解器.
-.输入数据 先对结构的结点及单元进行编码，然后按以下诸项输入数据： 1.结点定义 N,Nn,x,y Nn---结点编码； x---结点的x坐标； y---结点的y坐标. 结构整体坐标系为xoy, 一般取结构左下支座结点为坐标原点 (0,0). 2.结点生成(即成批输入结点坐标) NGEN,Nge n,Ni ncr,N1,N2,N12i ncr,Dx,D Y Ngen---结点生成的次数； Nincr---每次生成的结点码增量； N1、N2---基础结点范围； N12incr---基础结点的编码增量； Dx,DY---生成结点的x ,y坐标增量. 3.单元定义 E，N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,DOF22,DOF23]
结构力学 桁架结构受力性能实验报告 学号：1153377 姓名：周璇 专业：土木工程 实验时间：2016年05月04日周三，中午12:30-13:30 实验指导教师：陈涛 理论课任课教师：陈涛
一、实验目的 （1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握结构的实验方法和实验结果，通过 实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2）进行静定、超静定结构受力的测定和影响线的绘制。 二、结构实验 （一）空间桁架受力性能概述 桁架在受结点荷载时，两边支座处产生反力，桁架中各杆件产生轴力，如图1.1为在抛物线桁架结点分别加载时结构示意图。用Q235钢材，桁架跨度6?260=1560mm ，最大高度260mm 。杆件之间为铰接相连。杆件直径为8mm 。 图1.1 （二）实验装置 图1.2为框架结构侧向受力实验采用的加载装置，25kg 挂钩和25kg 砝码。采用单结点集中力加载，由砝码、挂钩施加拉力，应变片测算待测杆件应变。结构尺寸如图1.2所示。 图1.2 （三）加载方式 简单多次加载，将挂钩和砝码依次施加在各个结点，待应变片返回数据稳定后，进行采集。采集结束后卸下重物，等待应变片数值降回初始值后再向下一节点施加荷载，重复采集操作。 （四）量测内容 需要量测桁架待测杆件的应变值在前后四对桁架杆布置单向应变片，具体布置位置如图 1.2 所示，即加粗杆件上黏贴应变片。 三、实验原理 对桁架上的5个位置分别施加相同荷载，记录不同条件下各杆件的应变值。 由公式 2 4 F A E d A σσεπ? ?=? =???=?
可以得到 24 d E F πε = 其中： F ——杆件轴力 E ——Q235钢弹性模量 d ——杆件直径 ε ——杆件应变值 σ ——杆件应力 A ——杆件横截面积 因而可以求得各杆件轴力，进而得到不同杆件的轴力影响线。 四、实验步骤 （1）将载荷挂在加载位置1，待应变片返回数据稳定后，采集相应应变数据。 （2）待应变片数值降回初始值后，重复（1）中操作，将荷载分别挂在加载位置2,3,4,5，分别采集记录各自对应的各杆件应变数据。 五、实验结果与整理 将对应位置杆件应变值取平均值，得到所示一榀桁架四根杆件的应变值如表2.2所示。
结构力学_在线作业一 总共30题共100分 一. 单选题（共20题,共80分） 9abfbc21-be3e-single 1. 图示桁架结构中内力为零的杆件的数目（包括支座连杆）为（）。 f1da2953-4a3e-single 2. 已知图a中A端转角,则图b中中梁的B端弯矩及A端转角为（）。 （4分）A. B.
C. D. c089ab97-01fe-single 3. 图示桁架结构中杆1的轴力为（）。 （4分） e5dd4767-7704-single 4. 图示结构杆1的轴力（以拉为正）为（）。 （4分）
B. C. D. 6ea25cfc-3512-single 5. 图示梁受外力偶作用，其正确的弯矩图形状应为（）。 （4分） 86a896b8-54b6-single 6. 图示桁架结点A处水平位移不等于零的有（）。
2f588308-9b2b-single 7. 图示各体系中，几何不变且无多余约束的体系是（）。 （4分） 20f2d1b2-d659-single 8. 图示结构中K截面的剪力为（）。 （4分）
4d7190c6-1bd8-single 9. C点水平位移为（）。（4 A.（） B.（） C.（） 8808e255-17b6-single 10. 图示体系的几何组成是 （）。（4分）
158b67e8-1d1a-single 11. 对比图（a）、（b）所示同一结构两种外因作用情况下C点的挠 度和弯矩，下面结论成立的是（）。（4分） A.相等，相等。 B.相等，不相等。 C.不相等，相等。 D.，均不相等。 71c20cf5-787e-single 12. 图中各杆E值相同，三铰刚架D点的角位移为(顺时针为正)（）。 （4分） A. B. C. D. 刚体系与变形系虚位移原理的虚功方程两者的区别在于（）。（4分）
实验报告一 平面刚架内力计算程序APF 日期： 2013.4.19 实验地点： 综合楼503 实验目的： 1、通过实验加深对静定、超静定结构特性的认识。如各杆刚度改变对内力分布的影响、温度和沉陷变形因数的影响等。 2、观察并分析刚架在静力荷载及温度作用下的内力和变形规律，包括刚度的变化，结构形式的改变，荷载的作用位置变化等因素对内力及变形的影响。对结构静力分析的矩阵位移法的计算机应用有直观的了解。 3、掌握杆系结构计算的《求解器》的使用方法。 实验设计1： 别为15 、11、15、110 时结构的内力和位移，由此 分析当刚架在水平荷载作用下横梁的水平位移与刚架梁柱比（1 2I I ）之间的关系。(计算时忽略轴 向变形)。 一、 数据文件： （1）TITLE, 实验一 变量定义,EI1=1 变量定义,EI2=0.2（1, 5, 10） 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,0 结点,4,6,4 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,2,4,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,3,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,2,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI2,0,0,-1 END
二、主要计算结果： 位移： (2)令I2=1时，I1=5,1,0.2,0.1 弯矩： (1) 令I1=1时，I2=0.2,1,5,10 ①梁柱刚度比I2：I1为1：5时的刚架弯矩图如下②梁柱刚度比I2：I1为1：1时的刚架弯矩图如下
③梁柱刚度比I2：I1为5：1时的刚架弯矩图如下④梁柱刚度比I2：I1为10：1时的刚架弯矩图如下
结构力学实验指导书（土木、力学等专业） 上海大学力学系 2009 - 3
实验一刚架（桁架）多点应力应变测量 一、实验目的 直观地了解钢架、桁架、多杆系、超静定、装配应力模拟等系统的实际工作状况，掌握实验应力分析的方法，提高工程应用的能力，并能自行设计实验方案并实施实验，从而达到掌握力学实验的基本原理与基本操作方法，提高综合分析问题与解决问题的能力。 二、实验装置及介绍 1．刚架（桁架）多功能组合试验台（拱式和三角式，见图1-1）。 2．DH3818静态电阻应变仪、GGD-B载荷显示器、计算机（参见图1-2）。 3．电阻应变计安装用材料及工具。 本实验装置“刚架（桁架）多功能组合试验台”（拱式和三角式），设计成钢架和桁架二者可转换的结构，使学生通过实验能直观地了解这二种结构的差别和受力状态的不同。利用本实验装置可以进行包括钢架静态应力分析系统、桁架静应力分析系统、不同支撑的钢架（桁架）应力分析系统、多杆系应力分析系统、超静定系统、装配应力模拟系统等多个力学实验的项目。数据处理部分采用国内先进的计算机多点自动数据采集与分析系统。此实验装置能根据学生的教学需要将各种实验内容分成几个相互独立的实验，也可将其组合成多种受力状态的综合性实验。
(a) 拱式刚架(b) 三角式刚架 图1-1 刚架（桁架）多功能组合试验装置 图1-2 多功能组合测试系统 （a） (b) (c) ( (b) （b）（c） 图1-3 刚架（桁架）的正视图上部（a）、节点局部（b）和侧视图（c）
三、实验原理 刚架及桁架是工程上最常见的结构之一，刚架及桁架模拟实验装置的结构形式如图1-15-3（a）所示，其节点局部如图1-15-3（b）所示，调节螺栓可以实现刚架和桁架结构的转换。刚架（桁架）的侧视图如图1-15-3（c）所示，调节下部的螺栓可以改变刚架（桁架）的支撑条件，同时侧面结构还具有超静定系统、装配应力模拟等实验功能。 四、实验方法及步骤 1．确定试验方案：根据需要确定要做的试验内容，进行刚架或桁架结构的组合，并设置边界条件。2．选择并确定需要测量的位置，测量尺寸和角度。 3．按照电阻应变计的粘贴工艺将电阻应变计安装在被测点上，选取合适的桥路组合。 4．连接并调试电阻应变仪：打开DH3818静态测试系统控制软件，软件的操作界面如图1-15-4所示，系统自动由“手动控制”状态切换到“自动控制”；查找机箱：选择合适的串行口COM1或COM2。5．平衡操作：输入自定义文件名，单击“平衡”按钮。若需要显示平衡结果，点击“显示平衡结果”选框；若存在不平衡点，在“未平衡测点数”下拉式列表框中显示不平衡点，找出不平衡原因。 6．进行参数设置（具体操作见仪器使用说明书），参数设置的弹出框如图1-15-5所示；选择采样方式：单次采样或定时采样。 7．打开GGD-B载荷显示器，调零；转动手柄等差加载，应变仪记录实验数据。 8．整理试验数据，并与有限元的计算结果进行比较，分析误差原因。 图1-4 DH3818静态测试系统软件的操作界面
(一) 单选题 1. 图示结构在移动荷载载作用下，Ｄ支座的最大弯矩为（）。 (A) (B) (C) (D) 参考答案： (B) 2. 图示结构，受集中荷载系作用，则对应于的最不利荷载是（）。 (A) 集中荷载中10kN力位于C截面； (B) 集中荷载中6kN力位于C截面； (C) 集中荷载中4kN力位于C截面； (D) 集中荷载中6kN力与10kN力对称布置C截面两侧； 参考答案： (B)
3. 图（a ）所示结构，下列影响线不正确的是（）。 (A) A (B) B (C) C (D) D 参考答案： (A) 4. 当单位集中力偶 在ＡＢ之间移动时，图示简支梁Ｋ截面的弯矩影响线正确的是（）。 (A) A (B) B (C) C (D) D 参考答案： (D) 5. 单元在图示两种坐标系中的劲度矩阵相比（）。
完全相同 (A) 第2、4行（列）等值异号 (B) (C) 第3、4行（列）等值异号 (D) 第2、3、4、6行（列）等值异号 参考答案： (A) 6. 图示跨度为60m的简支梁，承受均布荷载，可动均布活荷载以及集中 荷载。则距左支座为15m处的Ｃ截面上的最大及最小剪力是（）。 (A) (B) (C) (D) 参考答案： (B) 7. 图（a）所示伸臂梁，Ｂ支座左侧的影响线正确的是（）。
(A) A (B) B (C) C (D) D 参考答案： (A) 8. 图示外伸梁，当单位荷载在AB之间移动时，则下列影响线完全正确的是（）。 (A) A (B) B (C) C (D) D 参考答案： (A) 9. 考虑各杆件轴向变形，图示结构若用边界条件先处理法，结构劲度矩阵（全存储）的容量 为（）。
中南大学2015年全国硕士研究生入学考试 949《结构力学》考试大纲 本考试大纲由土木工程学院教授委员会于2014年7月3日通过。 I.考试性质 结构力学考试是为中南大学招收硕士研究生而设置的具有选拔性质的全国统一入学考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握大学本科阶段结构力学课程的基本知识、基本理论，以及运用结构力学的方法进行结构分析和计算的能力，评价的标准是高等学校本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者掌握了杆系结构的计算原理和方法，熟悉各类结构的受力特点和性能。 II.考查目标 结构力学课程考试要求考生： （1）熟练掌握几何不变体系的基本组成原则及其应用。掌握几何构造与结构性质的关系。 （2）熟练掌握静定梁与静定刚架的内力计算与内力图绘制方法。 （3）了解拱的受力特点。掌握三铰拱的反力与内力计算方法。了解合理拱轴线的基本概念及简单荷载作用下合理拱轴的形式。 （4）了解静定平面桁架计算基本假设与受力特点。熟练掌握结点法与截面法。了解梁式桁架内力分布特点。掌握简单静定组合结构内力计算方法。 （5）了解变形体系的虚功原理，掌握用单位荷载法计算静定结构位移的一般公式。熟练掌握用单位荷载法计算梁和刚架的位移。掌握温度变化与支座移动引起的位移计算方法。了解线弹性结构的互等定理。 （6）熟练掌握力法的基本原理。掌握超静定次数的确定方法，熟练掌握用力法计算荷载作用下常用超静定结构的内力。掌握用力法计算温度变化和支座移
动下超静定梁和刚架的内力。掌握对称结构的简化计算方法。掌握超静定结构的位移计算方法，了解超静定结构的受力特点。 （7）掌握位移法的基本原理。熟练掌握用位移法计算荷载作用下超静定梁和刚架的内力。掌握利用对称性进行简化计算。 （8）了解力矩分配法的基本概念，掌握用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架。 （9）了解影响线的概念。熟练掌握用静力法作静定梁和桁架内力、反力的影响线。掌握用机动法作梁反力、内力的影响线。了解最不利荷载位置的概念和最不利荷载位置的确定方法。了解简支梁绝对最大弯矩的计算。了解包络图的概念。 （10）了解矩阵位移法的概念，掌握单元刚度矩阵、单元刚度矩阵的坐标变换、结构的原始刚度矩阵，熟练掌握支承条件的引入、非结点荷载的处理，掌握矩阵位移法的计算步骤，了解总刚的带宽与存储方式。 （11）了解动力学的概念和结构的振动自由度，熟练掌握单自由度结构的自由振动和单自由度结构在简谐荷载作用下的强迫振动，了解单自由度结构在任意荷载作用下的强迫振动，熟练掌握多自由度结构的自由振动，掌握多自由度结构在简谐荷载作用下的强迫振动，了解振型分解法。 Ⅲ.考试形式和试卷结构 1、试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间为180 分钟 2、答题方式 答题方式为闭卷，笔试。 3、试卷内容结构 机动分析和静定梁、刚架、拱、桁架约21 % 位移计算、力法和位移法约40 % 影响线约13 % 矩阵位移法约13 % 结构动力学约13 %
结构力学求解器上机报告
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结构力学求解器上机报告 班级:道桥１1201 学号：20120559２ 姓名:袁霄雷
结构力学求解器上机实习心得 在紧张的复习周里学院为了加强我们对专业课程的深入体会并在掌握理论基础的同时让我们能熟练的学习掌握一门实际的工作技能,我们开始了为期一周的结构力学上机实验——学习使用结构力学求解器。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。在短暂的实习过程中,我深深的感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏，刚开始的一段时间里,对一些命令感到无从下手,茫然不知所措，这让我感到非常的难过。在班级总以为自己学得不错，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。接到这个通知的时候我正在忙碌于考试的紧张复习，得知从第1９周星期一到星期五的每天18:00－－21:０0时间段是我们班级的上机讲解时间。这让我本来就很忙碌的复习生活变得更加“拮据”。当时的我也许还没有理解学院的这一让我们广大学生烦恼的决定，把我们一天里的时间从中间给掐断,上午做不了事下午也不能专心的学习，不过当我接触到了《结构力学求解器》这一我们土木工程的“利器”时,我觉得我们的老师们没有做错决定，这是一个让我们将书本的知识给应用于实际中的一次大好机会。第一天的我们接到了老师给我们的实习任务,望着这一张试卷上秘密麻麻的题目，以自己学习的结构力学知识去手算出这些结构的弯矩、轴力、剪力图,也许这要花掉我一天的时间，最后的结果也未必能够让自己、让老师满意。庆幸的我在见识了老师给我们演示结构力学求解器的功能后，我对这个“给力”的软件产生了浓厚的兴趣。如果学好了这个软件加上我所学的混凝土结构、结构力学、以及材料方面的知识我应该就可以大致的设计出一个简单的房子了。因此，在老师讲解的过程中我听得非常仔细,在把软件的一些常用键给熟悉了一遍后，我跟着老师的步伐做完了一个例题，开始对这个软件有了一定的了解。这个软件成为我当天晚上的任务,我对照着试卷上得每一步来完成我的作业。遇到的困难:一,第一次使用在有些构造问题上拿不定注意，不知道是钢节点还是铰节点。二，对于有些命令不能很明确的知道其用法致使在使用时容易出错。三,第一次接触这个软件，在使用过程中没有很好的组织好个步骤之间的关系，容易出现不够细心的情况,不能高效率的完成结构的解答,出来的结果没有次序,比较杂乱。在之后的几天里学会了使用这个软件后,慢慢的熟悉慢慢的去摸索。解决了以上的问题,并且将作业独立的完成了。这次实习虽然时间比较但是交给我们的东西是我们一辈子都适用的。并让我懂得了细心也是获得成果的一个必不可少的品质。这次实习我体会到，如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践结合在一起，用实践来检验真理,使一个本科生具备较强的处理基本实务的能力与比较系统的专业知识，这才是我们学习与实习的真正目的。此次实习，受益匪浅。
结构力学上机实验报告 专业建筑工程 班级一班 学号xxx 姓名xx 20 年月日
一、用求解器进行平面体系几何构造分析 （桁架或组合结构） 报告中应包括以下内容： 求解过程 命令文档 分析结果 命令文档： 结点,1,0,0 结点,2,0,2.4 结点,3,1,1 结点,4,2,2.4 结点,5,2.8,0 结点,6,2.8,1 结点,7,3.6,2.4 结点,8,4.6,1 结点,9,5.6,2.4 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,0 单元,2,4,1,1,0,1,1,0 单元,1,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0
单元,6,4,1,1,0,1,1,0 单元,1,3,1,1,0,1,1,0 单元,6,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,9,1,1,0,1,1,0 单元,4,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 结点,10,5.6,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,8,1,1,0,1,1,0 单元,5,10,1,1,0,1,1,0 结点支承,10,1,0,0 结点支承,2,1,-90,0 结点支承,1,2,-90,0,0 分析结果：
二、用求解器确定截面单杆 插图 报告中应包括以下内容： 求解过程 命令文档： 结点,1,0,0 结点,2,0,6 结点,3,5,6 结点,4,10,6 结点,5,10,0 单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,5,2,0,0,0 单元荷载,3,3,1,0,1,90
结构力学_在线作业二_试卷 交卷时间：2019-05-08 10:21:31 一、单选题 1. (8分)图示超静定结构及其M图，要校核其正确性可采用下述哪种做法（）。 ? A. 计算E点位移 ? B. 计算D点水平位移及E点竖向位移 ? C. 计算E点位移 ? D. 计算C点位移 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案B 解析 2.
(8分)图示结构，在给定荷载作用下，支座反力(向右为正)和(向上为正)， 轴力(以拉为正)分别为（）。 ? A. ? B. ? C. ? D. 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案C 解析 3.
(8分)图A图D所示结构均可作为图（a）所示结构的力法基本结构，使得力法计算最为简便的基本结构是（）。 ? A. A ? B. B ? C. C ? D. D 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案C 解析 4. (8分)图示（a）、（b）两结构，当A支座顺时钟发生单位角位移时，（a）、（b）两图中,与的关系为（）。 ? A.
? B. ? C. ? D. 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案C 解析 5. (8分)图示对称超静定结构，力法计算时基本未知值最少为（）。 ? A. 12 ? B. 9 ? C. 8 ? D. 3 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案D
解析 6. (8分)图示对称结构，力法求解时，未知量最少为（）。? A. 12 ? B. 8 ? C. 4 ? D. 2 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案D 解析 7.
(8分)图示对称结构受反对称荷载，其超静定次数为N，力法求解时的未知量个数最 少为n，则正确答案为（）。 ? A. 超静定次数为5，力法求解时的未知量个数最少为2； ? B. 超静定次数为5，力法求解时的未知量个数最少为1； ? C. 超静定次数为4，力法求解时的未知量个数最少为1； ? D. 超静定次数为4，力法求解时的未知量个数最少为2； 得分： 8 知识点：在线作业二 收起解析 答案A 解析 8. (8分)图(a)所示结构，EI常数，取图(b)为力法基本系，（）。
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 结构力学 一、判断题： 1.图示三种结构中，ABC杆的内力是相同的。 [ ] （a）（b）（c） 2.图(a)是从某结构中取出的一段杆AB的隔离体受力图,则图(b)为该段杆的弯矩图,这是可能的。[ ] （a） (b) 3.图所示梁的支反力F Ay=0。 [ ] 4.某刚架的弯矩图如图所示，则由此可以判断出此刚架在E处必作用了一个水平向右的集中荷载， 其大小为10kN。 [ ] M图（） 5.线性变形体受荷载、支座移动和温度变化作用的状态都满足功的互等定理。 [ ] 6.图示结构，当支座A发生转动时，各杆均产生内力。 [ ] 7.图中图a、b所示两结构的变形相同。 [ ]
8.图所示体系中各杆EA 相同，则两图中C 点的水平位移相等。 [ ] 9.按照合理拱轴制成的三铰拱，在任意竖向荷载作用下，拱各截面的弯矩均为零。 [ ] 10.位移法基本未知量的个数与结构的超静定次数无关。 [ ] 11.如图所示梁的弯矩M BA =2F P a 。 [ ] 12.荷载F P =1沿图所示桁架的上弦或下弦移动，杆件AC 的轴力影响线在结点B 或D 以左部分的竖 标均为零。 [ ] 二、选择题： 1.图示体系的几何组成是 [ ] A. 无多余约束的几何不变体系 B.几何可变体系 C.有多余约束的几何不变体系 D.瞬变体系 2.图示体系的几何组成是 [ ] A. 无多余约束的几何不变体系 B.几何可变体系 C.有多余约束的几何不变体系 D.瞬变体系
3.图示为结构及其力法基本系，则力法典型方程的自由项为： [ ] A., B., C., D., 4.图A-图D所示结构均可作为图(a)所示结构的力法基本结构,使得力法计算最为简便的基本结构是[ ] 5.图示超静定结构，列出其力法计算典型方程，下述四个表述中不正确的是 [ ] A． B B. C. D.
结构矩阵分析原理与程序设计上机成果 班级：试1205班 组长：蒋振中 20120725 组员：李冰蕾 20120720 曹园园 20120730 李国伟 20120716 郑鑫 201207 杨晓宇 20120742
一、试用教材中平面刚架的源程序frame计算下列各题1．教材91页题2.9； 输入文件： 10,12,4,0,0,2,6 1,0,4 2,6,8 3,6,4 4,14,8 5,14,4 6,20,4 7,0,0 8,6,0 9,14,0 10,20,0 1,1,2,4.2E6,5.5E4 2,1,3,4.2E6,5.5E4 3,1,7,4.2E6,5.5E4 4,2,3,4.2E6,5.5E4 5,3,8,4.2E6,5.5E4 6,2,4,4.2E6,5.5E4 7,3,5,4.2E6,5.5E4 8,4,5,4.2E6,5.5E4 9,5,9,4.2E6,5.5E4 10,4,6,4.2E6,5.5E4 11,5,6,4.2E6,5.5E4 12,6,10,4.2E6,5.5E4 1,1,25,0,-30 2,6,0,0,40 1,1,2,0,7.21,-8.32,-8.32 2,1,7,0,7.21,-5.55,-5.55 3,7,1,3.61,0,-50,0 4,10,1,3.61,0,-16.6,0 5,10,6,3.61,0,11.1,0 6,6,2,8,0,-10,-10 输出文件： Plane Frame structural Analysis ******************************* input data = = = = = structural control data ---------------------
1、结构按其几何形状可分为杆件结构、薄壁板壳结构和实体结构。 2、结构力学的研究对象是杆件结构。它是一门研究杆件结构强度、 刚度、稳定性和合理组成的科学。 3、杆件结构按其受力特性可分为梁、拱、刚架、桁架、组合结构。 4、结点分为铰结点和刚结点。铰结点之产生杆端轴力和剪力，不引 起杆端弯矩；刚结点除产生杆端轴力和剪力，还引起杆端弯矩，当结 构发生变形时，汇交于刚结点各杆端的切线之间的夹角将保持不变。 5、支座的类型：可动铰支座、固定铰支座、固定支座、定向滑动支座。 6、本来是几何可变，经微小位移后又成几何不变的体系称为几何瞬变体系。 7、顺便体系能否应用于工程结构？P8 可见，即使荷载不大，也会使杆件产生非常大的内力和变形。因此， 瞬变体系在工程中不能采用，对于接近瞬变的体系也应避免。 8、凡减少一个自由度装置，称一个约束。一根链杆相当于一个约束； 一个单铰相当于两个约束；一个刚性联结相当于三个约束；联结n个 刚片的复铰相当于（n-1）个单铰（n为刚片数） 9、以刚片作为组成体系的基本部件进行计算的方法称为刚片法。 10、计算自由度W W=3m-2h-r （m刚片数 h 联结刚片的单铰数目 r 支座链杆数目） 11、平面体系几何不变的必要条件：W＞0,表明体系缺少足够的约束， 因此是几何可变的；W=0，表明体系具有成为几何不变所必须的最少 约束数目；W＜0，表明体系具有多余的约束。 12、体系本身为几何不变时必须满足W≤3的条件。必须指出，W≤0 只是几何不变的必要条件，不是充分条件。 13、静定结构与超静定结构的区别：静定结构的几何组成特征是几何 不变且无多余约束；超静定结构的几何组成特征是几何不变且有多余 约束；仅用静力平衡条件就可以求解的结构称为静定结构；综合运用 平衡条件与位移协调条件求解的结构，称为超静定结构。 14、内力图绘制：梁上无荷载（q=0）的区段，Q图为一水平线，M图 为一斜直线；梁上有均布荷载（q=常数）的区段，Q图为一斜直线，M 图为二次抛物线；集中力作用点的两侧，剪力有突变，其差值等于该集 中力，在集中力作用点处，M图是连续的，但因集中力偶两侧的剪力值 相同，所以两侧M图的切线应相互平行；集中力偶作用处，剪力无变化， 但在集中力偶两侧弯矩有突变，其差值等于该集中力偶，在M图中形成 台阶，又因集中力偶两侧的剪力值相同，所以两侧M图的切线应相互平行。 15、单跨静定梁有简支梁、外伸梁和悬臂梁三种形式。 16、从几何组成特点来分析，多跨静定梁可分为基本部分和附属部分。 17、表示多跨静定梁各部分之间的支承关系的图称为层叠图。 18、从传力关系上看，多跨静定梁的计算次序是先计算附属部分，后计算 基本部分。 19、多跨静定梁中间铰处弯矩均为零，这是因为中间铰不能传递弯矩，但 可以传递剪力。 20、多跨静定梁与多跨简支梁相比的优缺点：多跨静定梁与多跨简支梁相 比较有弯矩小且分布较均匀的特点，缺点是中间铰处构造比较复杂，且若 基本部分破坏，则支承其上的附属部分也将随之倒塌。 21、刚架是由直杆组成的具有刚结点的结构。 22、从变形角度看，变形前后各杆端之间的夹角是保持不变的；从内力 角度看，刚结点往往使得杆件的内力分布变得均匀一些，由于刚结点能 承受弯矩，故使横梁跨中弯矩的峰值得到消减。 23、在竖向荷载作用下，会产生水平反力的曲杆结构称为拱。 24、拱与梁不仅是外形不同，更重要的是拱在竖向荷载作用下产生水平 反力，这种水平反力也称推力。 25、由于水平推力的存在，拱中各截面的弯矩比曲梁式简支梁的弯矩小 得多，这种拱成为一种以受压为主的结构。 26、拱高与跨度之比称为矢跨比或高跨比。 27、我们把在已知荷载作用下拱截面上只有轴向压力的拱轴线称为 合理拱轴线。 28、桁架：有直杆组成，所有结点都为铰结点，当只受到作用于结 点的集中荷载时，各杆只产生轴力、 29、按照桁架的几何组成分为简单桁架、联合桁架和复杂桁架。 30、桁架计算内力的方法：结点法和截面法。 31、在分析桁架的内力时，截取桁架的结点为隔离体，利用各结点 的静力平衡条件来计算杆件的内力或支座反力，这种方法称为结点法。 32、结点法计算桁架的顺序：先由整体平衡条件求出其反力，然后再 利用从最后的结点开始，依次倒算回去，即可顺利的利用静力平衡条 件求的各杆件的内力。 33、组合结构：由桁架和梁或桁架与刚架组合在一起的结构，其中有些 杆件只承受轴向力，另一些杆件则同时还承受弯矩和剪力。 34、组合结构能充分发挥桁架和梁各自的优点。质量轻、施工方便，可 采用各种力学性能不同的材料建造，能承受较大的荷载，常为各种跨度 的建筑物采用。 35、移动荷载：大小、方向不变，荷载作用点改变的荷载。