结构力学实验报告模板1
- 格式:doc
- 大小:746.14 KB
- 文档页数:16
结构力学课程设计报告(推荐五篇)第一篇:结构力学课程设计报告结构力学课程设计报告经过一周的学习和上机实习,我完成了老师布置的任务,也掌握了如何使用结构力学求解器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。
同时,通过这次的实习,我阅读了很多相关的设计框图并编写和调试了结构力学程序,进一步提高了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。
这次结构力学实习让我们充分的运用了所学过的结构力学理论知识,通过学习结构力学求解器的使用方法,让我理解了许多过去没搞明白的结构力学知识,并将这些知识融会贯通,形成了一个较好的对整个制作过程的把握。
一个星期的结构力学实习过程让我得到的不仅仅是通过我们自己努力所取得的成果,还让我收获了许多平时学习生活中没学到的东西。
首先,让我学会了如何把书本上的知识联系到实际设计中去.以前只知道抱着书本死啃,却没有参透其中的真正含义,当我们面对真正的问题急待解决时却无从下手,所以即使你学的再好也终究会被现实所淘汰.这也正印证了那句哲理:实践才是检验真理的唯一标准.通过这次难忘的经历让我深刻的体会到:理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
其次,通过这次设计还让我学到了许多平时课本中所未涉及到的内容,比如在做题计算过程中所必须用到的公式编辑器等等。
总之,如果你自己不去探索,也许你永远都不能接触到这些东西。
最后,同学之间的互助和老师的指点也是我能完成这次实习的重要因素。
但也发现了自身很多的不足,我对结构力学的许多知识的认识还停留在表面,并没有深度探究这些知识的联系,这让我花了不少时间,有待改进。
还有对计算结果数据的含义以及其实际运用还了解的不够透彻,比如像节点坐标、柱杆件关联号、梁杆件关联号等信息还不能巧加运用,仍需进一步学习。
结构力学认识实习实习报告班级:土木1307姓名:张林文学号:U201315734日期:2015.06.07结构力学认识实习之——光谷体育馆与框架居民楼一、引言6月7号,虽然天公不作美,下起了大雨,但是我们土木七个班依然在老师的带领下开展了认识实习,我们大约八点二十在光谷体育馆集合,先是认真听老师讲解了光谷体育馆的大致结构及与我们所学知识的联系,随后我们又搭乘校车来到一处商品房工地,此时雨下的愈发大,但丝毫没有削减同学们的热情。
我们分几批有序的参观完工地,老师依然热心的对某些结构进行讲解。
此次参观的主要为拱结构和框架结构,看到了书本上的知识在现实中的运用。
下面,让我详细汇报此次认识实习的收获。
二、光谷体育馆1.简介光谷体育馆坐落在华中科技大学主校区东南方,地处光谷开发区腹地,总建筑面积达26758平方米。
毗邻武汉市武昌区主干道珞瑜路,建筑由一个主赛馆(40m×70m)、一个训练馆(36.5m×24m)及相关辅助设施组成,并结合环境设计形成一个集正式体育比赛、体育教学科研、大型群众集会等多项功能于一身的现代化大型综合场馆。
华科体育馆与普通的体育馆不同采用了钢结构,跨度相当大,四面不需要支点,采用了钢结构,加大了受力平衡的难度,也使整个体育馆显得更美观,更实用。
2.拱无论是从外面还是进去向上观望,体育给我们最直观的感觉就是顶上就是一个有一个的拱形状,事实也是如此,如上图所示,体育馆上方最主要的结构就是这一个又一个的钢拱结构,因为体育馆要求内部空间较大,而内部又不能有柱子作为支撑,所以拱是最合适的选择,既能提供一个大的内部空间,又能保证应有的强度。
光谷体育管内有南北向七根大拱,拱在竖直方向载荷的作用下,会将力传到支座,使支座产生水平反力。
在这里,拱承受的载荷主要为自重以及上面外壳的重量,这里的拱顶端无铰连接,属于无铰拱,所以拱与支座的连接为刚性连接。
3.桁架作为一个大型的体育馆,光谷体育馆里面的拱肯定不可能如书本上示意图只有一根普通杆组成,拱内部都是一个个桁架体系,用桁架体系有很多优点,因为杆件承受的是拉力或者压力,在截面积相同的状况下,与实心杆相比,杆件截面应力分布是均匀的,因此,材料的强度性能可以充分发挥作用,杆件的重量将大大减轻。
结构力学求解器实验报告实验一平面体系的几何构造分析一、实验目的1、了解结点,单元,约束,荷载等基本概念;2、学习并掌握计算模型的输入方法;3、建立任意体系的计算模型并做几何组成分析。
二、实验要求:1、学生按照例题所给尺寸建立桁架模型;2、实验报告的实验结果部分需包含:输入的数据文件、输出结果。
1、图形2、数据结点,1,0_m,0_m结点,2,2_m,0_m结点,3,4_m,0_m结点,4,7_m,0_m结点,5,9_m,0_m结点,6,11_m,0_m结点,7,0_m,1_m结点,8,1_m,1.2_m结点,9,2_m,1.2_m结点,10,4_m,1.8_m 结点,11,4_m,3_m结点,12,5.5_m,2.1_m 结点,13,7_m,1.8_m 结点,14,5.5_m,3.5_m 结点,15,7_m,3_m结点,16,9_m,1.2_m 结点,17,10_m,1.2_m 结点,18,11_m,1_m结点支承,1,4,0,0,0 结点支承,2,4,0,0,0 结点支承,3,4,0,0,0结点支承,4,4,0,0,0结点支承,5,4,0,0,0结点支承,6,4,0,0,0单元,1,7,1,1,0,1,1,0单元,7,8,1,1,0,1,1,0单元,8,10,1,1,0,1,1,1单元,10,12,1,1,1,1,1,0单元,2,9,1,1,0,1,1,0单元,3,10,1,1,0,1,1,0单元,10,11,1,1,0,1,1,1单元,11,14,1,1,1,1,1,0单元,14,15,1,1,0,1,1,1单元,12,13,1,1,0,1,1,1单元,13,17,1,1,1,1,1,0单元,4,13,1,1,0,1,1,0单元,15,13,1,1,1,1,1,0单元,5,16,1,1,0,1,1,0单元,18,17,1,1,0,1,1,0单元,6,18,1,1,0,1,1,0单元材料性质,1,16,1000,10000,0,0,-13、分析将大地看成一刚片,记为刚片0杆件 (5) 有刚体位移结论:为无多余约束的几何常变体系。
一、实验目的本次立构实验实训旨在通过实际操作,让学生深入了解建筑结构设计的基本原理和方法,掌握建筑结构的受力分析、计算与设计技巧,提高学生的动手能力和实践技能,为今后从事建筑设计工作打下坚实的基础。
二、实验内容1. 实验材料:建筑结构模型、力学实验设备、计算工具等。
2. 实验步骤:(1)观察建筑结构模型,了解其结构形式和组成;(2)分析建筑结构模型的受力情况,确定受力构件;(3)运用力学知识,对受力构件进行受力分析;(4)根据受力分析结果,进行结构计算;(5)设计建筑结构,包括材料选择、截面尺寸、连接方式等;(6)绘制建筑结构施工图。
三、实验过程1. 观察与分析首先,我们对所提供的建筑结构模型进行观察,了解其结构形式和组成。
通过观察,我们得知该模型为框架结构,由柱、梁、板等构件组成。
2. 受力分析接下来,我们对建筑结构模型进行受力分析。
在竖向荷载作用下,柱、梁、板等构件均承受压力,其中柱为主要受力构件。
通过对受力构件的分析,我们确定了柱、梁、板等构件的受力状态。
3. 结构计算根据受力分析结果,我们对受力构件进行结构计算。
首先,确定材料类型和强度;其次,计算构件截面尺寸;最后,确定连接方式。
在此过程中,我们运用了力学公式和计算工具,完成了结构计算。
4. 结构设计根据结构计算结果,我们进行了建筑结构设计。
在材料选择方面,我们选择了强度高、耐久性好的材料;在截面尺寸方面,我们保证了构件的稳定性和安全性;在连接方式方面,我们采用了可靠的连接方法。
5. 绘制施工图最后,我们根据设计要求,绘制了建筑结构施工图。
施工图应包括结构平面图、立面图、剖面图等,以便施工人员了解结构形式和施工要求。
四、实验结果与分析通过本次立构实验实训,我们掌握了以下内容:1. 建筑结构设计的基本原理和方法;2. 受力分析、计算与设计技巧;3. 材料选择、截面尺寸、连接方式等设计要素;4. 绘制施工图的方法和技巧。
本次实验实训取得了一定的成果,但也存在以下不足:1. 在受力分析过程中,对复杂结构的分析能力还有待提高;2. 在结构设计过程中,对新材料、新技术的应用还需进一步学习;3. 在施工图绘制过程中,对细节的处理还需加强。
结构力学实验报告15篇第一篇:结构力学实验报告1结构力学实验报告结构力学实验报告班级 12土木2班姓名学号结构力学实验报告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结构力学实验报告复杂的组合结点。
另外,在定义位移约束时,结点处的支座约束也是首先加在虚拟刚结点上,再通过虚拟刚结点施加给其他相关的杆端。
N,1,0,0 解输入后的结构如图2-4-6b所示,N,2,0,1 命令数据文档如下,其中左边和右N,3,1,1 边分别为中、英文关键词命令数据N,4,1,0 文档。
内力及结点位移验证实验—球结点钢桁架结构静载实验一、实验目的1.1掌握理想桁架结构在结点荷载作用下的内力传递规律,认识零杆。
1.2了解工程结构中球结点的力学性质。
1.3了解结构实验中固定铰支座与滑动支座的实现方法及布置准则。
二、实验内容中间结点集中荷载实验:在中间结点施加竖向压荷载,测量杆件内力,分析次内力产生的影响。
三、试验设备1、加载设备一套。
2、百分表及磁性表座若干。
3、压力传感器。
4、静态电阻应变仪一套。
5、电阻应变片及导线若干。
四、实验原理图1-1球结点桁架结构是工程中常用的桁架结构形式,因其只承受结点荷载作用,所以计算时取做理想桁架结构。
理想桁架结构中所有的结点均为铰结点,理想铰结点只能传递轴力,而不能传递弯矩,由于理想铰结点是不存在的,因此理想的桁架模型就是不存在的。
但若根据桁架结构的荷载特点,在杆件受力产生微转角时,若结点只传递很小的弯矩,那么此时结构的力学特性就会接近理想桁架结构的力学特性。
梯形桁架是工程中常用的结构形式,简支的钢架桥、钢屋架多采用类似的结构形式,桁架一个支座为固定铰支座,一个为滑动铰支座,梯形桁架多采用跨距与层高相等的结构形式,实验用桁架为典型4跨梯形桁架,桁架结构结点不传递弯矩,因此,在单纯施加结点拉压力荷载时,桁架结构的杆件不承受弯矩,因此不必绘制弯矩图。
从图1-1内力图可以看出4跨梯形桁架结构按图示方式施加荷载时,桁架结构的内力对称传递,不同部位杆件内力种类,大小不相同,且有明显差异,且对称轴上的竖腹杆为零杆。
根据该结构的受力特点,实验时选择测量典型杆件的内力测试来验证上述内力传递规律。
五、加载测试方案及模型配置该实验在YJ-IID型结构力学组合实验装置上进行,采用球结点桁架实验模型,通过液压油缸加载手动施加竖向荷载,荷载的大小通过拉压力传感器测量,杆件的轴力及不同位置弯矩通过粘贴在杆件不同位置的应变来测量,球结点桁架的变形通过安装在支座和跨中的位移传感器测量。
结构力学上机实验报告专业2010级交通土建班级1班学号1001110110姓名黄健2012 年12 月10日一、用求解器进行平面体系几何构造分析报告中应包括以下内容:命令文档C P.2-10 分析图示体系的几何构造。
问题标题,PROB.2-10(a)结点,1,0,0结点,2,1.1,0结点,3,2.2,0结点,4,.4,.5结点,5,1.1,.5结点,6,1.8,.5结点,7,0,1结点,8,.8,1结点,9,1.4,1结点,10,2.2,1单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,1,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,3,1,1,0,1,1,0单元,1,4,1,1,0,1,1,0单元,4,8,1,1,0,1,1,0单元,4,7,1,1,0,1,1,0单元,2,5,1,1,0,1,1,0单元,5,8,1,1,0,1,1,0单元,5,9,1,1,0,1,1,0单元,9,6,1,1,0,1,1,0单元,6,3,1,1,0,1,1,0单元,6,10,1,1,0,1,1,0结点支承,1,2,-90,0,0结点支承,3,1,0,0结点支承,7,1,-90,0 END问题标题,PROB.2-10(b) 结点,1,0,0结点,2,0,1结点,3,0,2结点,4,1,2结点,6,3,2结点,5,2,2结点,7,3,1结点,8,3,0结点,9,1,1.5结点,10,2,1.5单元,1,2,1,1,1,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,0 单元,4,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,8,1,1,0,1,1,1 单元,2,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,3,1,1,0,1,1,0 单元,9,4,1,1,0,1,1,0 单元,10,5,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,6,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 结点支承,8,6,0,0,0,0 结点支承,1,6,0,0,0,0 END分析结果为无多余约束的几何不变体系二、用求解器确定截面单杆命令文档C P.3-20 求桁架杆a、b、c、d的轴力问题标题,PROB.3-20结点,1,0,0结点,2,0,3结点,3,4,-3结点,4,9,-3结点,5,13,0结点,6,13,3单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元,1,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,0 单元,2,4,1,1,0,1,1,0 单元,2,5,1,1,0,1,1,0 单元,1,6,1,1,0,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,4,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,5,1,0,0结点荷载,3,-1,34,90尺寸线,1,0.8,0.4,9.6,1.0,0.5,0,-6.2992,4m,4,-6.2992尺寸线,1,0.8,0.4,9.6,1.0,0.5,4,-6.2992,5m,9,-6.2992,4m,13,-6.2992 尺寸线,1,0.8,0.4,9.6,1.0,0.5,16.0934,-3,3m ,16.0934,0,3m ,16.0934,3 文本,4.3512,-4.664,{Eq:F_P=34},0,0,12文本,6.6512,-4.14,kN,0,0,12文本,0.1713,0.6399,A,1,0,11文本,13.2647,0.3624,B,1,0,11文本,-0.6868,3.4983,C,1,0,11文本,13.1728,3.5620,D,1,0,11文本,3.3595,-3.0035,E,1,0,11文本,9.3991,-3.0035,F,1,0,11文本,-0.5350,1.5394,a,1,0,11文本,1.3679,-1.3252,b,1,0,11文本,6.0437,-3.116,c,1,0,11文本,7.8620,-0.6597,d,1,0,11END结果(图)1、3、9为截面单杆三、用求解器求解静定结构命令文档C P.3-8作图示三铰刚架的内力图问题标题,PROB.3-8(a)结点,1,0,0结点,2,0,h结点,3,l,h结点,4,2*l,h结点,5,2*l,0单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,5,2,0,0,0单元荷载,3,3,q,0,1,90尺寸线,1,0.5,0.3,9.6,1.0,0.5,0,-1.9,5m,5,-1.9,5m,10,-1.9 尺寸线,1,0.5,0.3,9.6,1.0,0.5,12,0,6m ,12,6文本,7,8,2kN/m,0,0,11文本,-0.6173,6.8413,D,1,0,11END问题标题,PROB.3-8(b)变量定义,h=6,l=6,p=1 结点,1,0,0结点,2,0,h结点,3,l,h结点,4,2*l,h结点,5,2*l,0单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,5,2,0,0,0 结点荷载,2,1,p,0尺寸线,1,0.8,0.4,9.6,1.0,0.5,0,-2.5,6m,6,-2.5,6m,12,-2.5 尺寸线,1,0.8,0.4,9.6,1.0,0.5,15,0,6m ,15,6文本,-2.3,6.8,{Eq:F_P},0,0,12文本,0.2988,5.8209,D,1,0,11END问题标题,PROB.3-8(c)结点,1,0,0结点,2,0,2*a结点,3,a,2*a结点,4,2*a,2*a结点,5,2*a,a单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,5,2,0,0,0单元荷载,1,3,q,0,1,90尺寸线,1,0.14,0.08,9.6,1.0,0.5,0,-0.5*a,a,a,-0.5*a,a,2*a,-0.5*a 尺寸线,1,0.15,0.08,9.6,1.0,0.5,2.5*a,0,a ,2.5*a,a,a ,2.5*a,2*a 文本,-0.4*a,1.2a,q,1,0,12文本,0.1,1.9*a,D,1,0,12END问题标题,PROB.3-8(d)变量定义,h=10,l=5,a=1,q=1 结点,1,-1.5*l,0结点,2,-l,h结点,3,0,h结点,4,l,h结点,5,1.5*l,0结点,6,-1.5*l,h结点,7,1.5*l,h单元,1,2,1,1,0,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1单元,4,5,1,1,1,1,1,0单元,2,6,1,1,1,0,0,0单元,4,7,1,1,1,0,0,0结点支承,1,2,-90,0,0 结点支承,5,2,0,0,0单元荷载,2,3,q,0,1,90 单元荷载,3,3,q,0,1,90 单元荷载,5,3,q,0,1,-90 单元荷载,6,3,q,0,1,90尺寸线,1,0.8,0.4,9.6,0.8,0.5,-7.5,-2.8,2.5m,-5,-2.8,5m,0,-2.8,5m,5,-2.8,2.5m,7.5,-2.8 尺寸线,1,1,0.5,9.6,0.8,0.5,11,0,10m ,11,10文本,0.0,13,q,1,0,12文本,-6.8203,0.6934,A,1,0,11文本,6.4780,0.7691,B,1,0,11文本,-0.3978,9.5523,C,1,0,11 文本,-4.7802,9.7037,D,1,0,11END结果(内力图)四、用求解器计算结构的影响线报告中应包括以下内容:命令文档C P.4-9问题标题,PROB.4-9结点,1,0,0结点生成,5,1,1,1,1,4,0 结点,7,2,-2结点生成,4,1,7,7,1,4,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0单元生成,4,1,1,1单元,1,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,2,1,1,0,1,1,0单元生成,4,6,7,1单元,7,8,1,1,0,1,1,0单元生成,3,16,16,1结点支承,1,2,-90,0,0结点支承,6,1,0,0单元材料性质,1,19,1,10,1,10,-1尺寸线,1,0.8,0.5,9.6,1.0,0.5,0,-4.5,10 x 2m,20,-4.5 尺寸线,1,0.8,0.5,9.6,0.7,0.5,23,-2,2m,23,0文本,0.1,0.9,A,1,0,11 文本,4,0.9,B,1,0,11 文本,8,0.9,C,1,0,11 文本,12,0.9,D,1,0,11 文本,16,0.9,E,1,0,11 文本,20,0.9,F,1,0,11 文本,2,-2.2,G,1,0,11 文本,6,-2.2,H,1,0,11文本,10,-2.2,I,1,0,11文本,14,-2.2,J,1,0,11文本,18,-2.2,K,1,0,11文本,9.1461,0.6909,1,0,0,11 文本,8.3945,-0.7766,2,0,0,11 文本,7.2867,-2.0854,3,0,0,11c 影响线参数,-2,3,1/2,1 c 影响线参数,-2,10,1/2,1 c 影响线参数,-2,17,1/2,1 END结果(内力图)3 10 17五、用求解器计算两层两跨刚架结构已知:结构尺寸,荷载(见图中)梁截面:mm=⨯b700250⨯h命令文档结点,1,0,0结点,2,1,0结点,3,2,0结点,4,0,0.8结点,5,1,0.8结点,6,2,0.8结点,7,0,1.4结点,8,1,1.4单元,1,4,1,1,1,1,1,1单元,2,5,1,1,1,1,1,1单元,3,6,1,1,1,1,1,1单元,4,5,1,1,1,1,1,1单元,5,6,1,1,1,1,1,1单元,4,7,1,1,1,1,1,1单元,5,8,1,1,1,1,1,1单元,7,8,1,1,1,1,1,1结点支承,1,6,0,0,0,0结点支承,2,6,0,0,0,0结点支承,3,6,0,0,0,0结点荷载,4,1,50,0结点荷载,7,1,80,0单元荷载,4,3,20,0,1,90单元荷载,5,3,20,0,1,90单元荷载,8,3,15,0,1,90单元材料性质,4,5,3500000000,14291666,0,0,-1单元材料性质,1,3,4200000000,1512000000,0,0,-1 单元材料性质,6,7,4200000000,1512000000,0,0,-1 单元材料性质,8,8,3500000000,14291666,0,0,-1尺寸线,1,0.1,0.1,18,1,0.5,0,-0.2,6m,1,-0.2,6m,2,-0.2 尺寸线,1,0.1,0.1,18,1.0,0.5,-0.6,0.8,3.6m,-0.6,1.4 尺寸线,1,0.1,0.1,18,1.0,0.5,-0.6,0,4.2m,-0.6,0.8文本,0.3,1.8,15KN/m,0,0,18文本,0.3,1.2,20KN/m,0,0,18文本,1.3,1.2,20KN/m,0,0,18文本,-0.5,1.55,80KN,0,0,18文本,-0.5,0.95,50KN,0,0,18END结果(内力图、位移图)。
结构静荷载实验报告1. 引言结构静荷载实验是结构力学课程的重要实践环节,通过对结构体在静力荷载下的变形和应力分布进行测量,可以验证结构力学理论的正确性,提高学生对结构设计的理解和能力。
本实验旨在通过对一简支梁在不同荷载条件下的变形和应力分布的测量,验证梁的受力性能,并对实验结果进行分析和讨论。
2. 实验装置和原理2.1 实验装置本实验采用的实验装置包括简支梁、载荷装置、测量仪器等。
简支梁:长度为L的梁体,采用圆形横截面,材质为钢,具有均匀截面。
载荷装置:采用静力载荷装置,通过改变载荷的大小和位置,对梁进行不同荷载条件下的加载。
测量仪器:使用应变片、测力计和测长度的仪器等,对梁的变形和应力进行测量。
2.2 实验原理简支梁在静力荷载作用下的变形和应力分布满足结构力学的基本方程。
在本实验中,我们假设简支梁的材料服从胡克定律,且仅受轴力和弯矩作用,不考虑剪力效应。
对于简支梁,其受力方程可以表示为:\frac{d^2}{dx^2}(EI \frac{d^2w}{dx^2}) = q(x)其中,w(x)为梁的挠度,E为弹性模量,I为惯性矩,q(x)为分布荷载。
根据边界条件和外力条件,可以求解出梁的挠度和弯矩等参数。
本实验通过测量梁的挠度、应变和荷载等参数,验证梁受力性能。
3. 实验步骤3.1 梁的准备将测试梁安装在实验台上,调整梁的位置和水平度,确保梁的间距和支座位置正确。
3.2 载荷的加载通过载荷装置加载不同大小和位置的荷载,记录下载荷的数值和位置。
3.3 挠度的测量在梁的不同位置使用测长度的仪器,测量梁的挠度。
保持载荷恒定,分别测量梁的中点挠度和两端挠度。
3.4 应变的测量在梁的不同位置使用应变片,测量梁的应变分布。
保持载荷恒定,分别测量梁的中点位置和两端位置的应变。
3.5 弯矩和剪力的计算根据实测挠度和应变数据,计算梁的弯矩和剪力分布。
可利用实测数据进行插值和积分计算。
4. 实验结果和分析4.1 挠度和应变的测量结果根据实测数据得到梁的中点挠度和两端挠度的数值,并绘制出测量曲线。
结构力学认识实习报告结构力学认识实习报告引言:为了让同学们到现场去近距离地观察、认识各种结构,了解结构的传力途径,区分构造物的结构和非结构部分,观察结点和支座的构造处理方式,以进一步加深对计算简图的理解,樊剑老师在6月7日带领我们进行了一个上午的结构力学认识实习。
过程有点曲折,但最终还是勉强完成了此次认识实习任务。
首先我们参观了光谷体育馆,接着去了一处正在建造的民房工地,由于天气原因,我们只参观了这两个地方。
一、光谷体育馆1、综述光谷体育馆坐落在我们学校主校区东南方,地处光谷开发区腹地,总建筑面积达26758平方米。
毗邻武汉市武昌区主干道珞瑜路,建筑由一个主赛馆(40m×70m)、一个训练馆(36.5m×24m)及相关辅助设施组成,并结合环境设计形成一个集正式体育比赛、体育教学科研、大型群众集会等多项功能于一身的现代化大型综合场馆。
2、桁架拱结构光谷体育馆顶部支撑主体结构为桁架拱结构,如图所示,三根拱结构之间由多根二力杆连接组成桁架拱结构,由材料力学知识可知,等截面的实心梁在荷载作用下弯矩沿杆长的分布是不均匀的,应力在其截面的分布也是不均匀的,因此材料的强度性能不能充分发挥;而桁架拱正好可以有效的解决这两个方面的问题。
进入光谷体育馆的内部,首先映入眼帘的便是这由桁架拱支撑起的壳形顶,显得非常宏伟;老师为我们详细讲解了顶部受力的具体情况:雨水等外部荷载作用于顶部板块结构上,板块等结构加上自身重力再作用于桁架拱结构上,桁架拱结构再传力于支座上。
拱与拱之间还有一些起固定作用的钢结构,如图所示。
整体结构简洁实用,既考虑了功能性,也考虑了经济性。
3、阶梯形看台该体育馆可以容纳六千多人,总座位数6316座,其中固定座椅4054座,因此看台也是该体育馆的重要结构之一。
从老师的讲解中得知,该看台是悬挑式结构,主要组成是钢筋混凝土,之所以选用钢筋混凝土这种材料,是充分考虑了该材料的力学性质的,钢筋混凝土材料综合了钢筋和混凝土两种材料的优点,抗压、抗拉、抗剪能力均很强,其次这种材料相对较为经济耐用。
结构力学电算实习报告摘要:现实生活中往往存在一些很复杂的连续梁模型,它们的支撑性质和受力特点都比较复杂,结构力学电算则是将它们有规律的进行简化,最后将其所有已知的性质表达为一组数据,将这些数据输入到我们所编好的程序中,既可以得到我们所要求一些量如:杆端力,各截面内力,某界面的内力影响线等。
关键词:连续梁、电算程序、截面内力程序功能:连续梁程序可对连续梁结构进行相关的计算。
能够计算在任意形式均布荷载、跨中集中力荷载、跨中力偶荷载、节点力偶荷载组合下连续梁单元的杆端力,也可计算连续梁各截面内力,从而绘制连续梁的弯矩图。
影响线程序可以计算单位1集中力荷载作用下的指定截面中内力在单位1载荷按指定距离移动情况下的变化情况,从而提取数据绘制影响线。
使用说明:(1)连续梁内力程序在连续梁计算程序(.exe文件)所在文件夹中建立一新的txt文件,并命名(1.txt)。
在文件其中依次输入单元数、支承类型、节点荷载个数、非节点荷载个数、指定截面个数、弹性模量、杆长&惯性矩(依次按组输入)、节点荷载大小&对应节点编号(依次按组输入)、非节点荷载值&距该单元左端距离&单元号&荷载类型号(依次按组输入)、所求截面所在单元号&距该单元左端距离(依次按组输入),然后保存该文件。
运行连续梁内力程序,按提示输入起始文件即初始数据的文件(要求全名),再输入结果文件名,在相应文件夹下打开结果文件即可查看结果。
(2)影响线程序在影响线程序(.exe文件)所在文件夹中建立一新的txt文件,并命名。
在其中一次输入单元数、支承类型、要求影响线的数量、弹性模量、单位载荷每次移动的距离、杆长&惯性矩、截面所在单元号&距该单元左端距离,然后保存该文件。
运行影响线程序,输入起始文件即初始数据的文件,再输入结果文件名,在相应文件夹下打开结果文件即可查看结果。
提取期中的数据,利用excel或其它工具绘制影响线即可。
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: 计算图示刚架当梁柱刚度12I I 分别为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(12I 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=0.2,1,5,10①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三、结果分析及结论:(1)无论EI1和EI2的值如何改变,只要EI2:EI1的值不改变,那么刚架的弯矩图都是相同的;且随着钢架梁柱刚度比EI2:EI1的增大,两柱的弯矩的反弯点向下移动;横梁的弯矩的反弯点保持在中点不变;(2)在保持钢架梁刚度不变的情况下,当I1=1,I2=0.2,1,5,10时,随着钢架梁柱刚度比(I2:I1)的增大,刚架在水平荷载作用下的横梁的水平位移变小,其值分别为:711.11/EI1,426.67/EI1,304.76/EI1,286.18/EI1 结论:在水平荷载保持不变的情况下:(1)增大梁柱的抗弯刚度比值可使梁端的弯矩值增大,同时也会使柱底端的弯矩值变小,即刚架梁柱刚度比的变化影响梁柱的内力分配。
《参加受力》实验应变测量数据记录表实验数据整理及数据分析各通道P με-线性拟合曲线12y c x c =+应力随纵轴x变化曲线结果分析及意见根据数据显然可知,10000p N∆=时,主缘条承受的正应力数值自下而上逐渐减小,侧缘条正应力值逐渐增大,且近似与该位置主缘条应力值相等。
壁板剪应力自下而上逐渐减小为零。
在主缘条上施加载荷,应力通过壁板传递到侧缘条,使侧缘条能够分担受力,距离加载点足够远处,壁板剪应力消失为零,载荷完全由主缘条和两个侧缘条承受。
又根据圣维来原理,边界处集中载荷对距离边界较远处影响可忽略,则试件中部可认为只有正应力无剪应力。
实验结果符合理论分析结果。
附录ydata=[0,99,187,271,353,430,504,573;0,54,95,129,159,186,213,240;1,-34,-69,-104,-139,-173,-205,-234;1,79,150,219,290,363,434,505;1,69,128,186,242,297,348,401;2,-21,-45,-70,-97,-125,-153,-180;1,51,98,145,191,239,286,334;1,68,126,185,243,302,358,416;1,5,6,7,5,4,0,-3;1,38,73,109,143,181,216,254;1,62,117,172,225,281,335,390;1,16,26,37,45,55,62,71;2,29,55,82,108,136,161,189;1,62,119,176,231,288,343,399;1,24,44,64,83,103,121,140;1,20,39,58,76,96,115,135;1,55,105,157,208,261,312,364;0,24,46,67,88,111,131,153;4,290,464,613,779,954,1112,1289;0,184,289,385,482,585,680,783;0,147,227,297,371,445,514,588;3,115,180,238,298,359,417,477;1,87,141,191,242,298,348,400;1,71,121,171,221,276,328,382;0,10,9,8,6,6,5,5;0,45,67,83,98,115,129,145;0,65,104,140,172,208,239,273;1,76,123,169,210,256,298,342;1,76,128,177,226,277,325,376;0,65,114,165,215,267,317,369;]; xdata=[0,2000,4000,6000,8000,10000,12000, 14000];c=zeros(30,2);y=zeros(30,8);for i=1:30c(i,:)=lsqcurvefit(@(c,xdata)c(1)*xdata+c(2),[1,1],xdata,ydata(i,:));endfor i=1:30y(i,:)=c(i,1)*xdata+c(i,2);figure(i);plot(xdata,y(i,:),xdata,ydata(i,:),'*'),xlabel('载荷/KN'),ylabel('应变/\mu\epsilon'),grid on; endyz=zeros(6);yc=zeros(6);yj=zeros(6);for j=1:6yz(j)=10000*c(18+j,1)*7.06;yc(j)=10000*c(24+j,1)*7.06;yj(j)=10000*(c(3*j-2,1)-c(3*j,1))*2.7;endh=[40,115,200,300,500,700];figureplot(h,yz,h,yz,'*'),xlabel('位置'),ylabel('应力值/N/cm2'),title('主缘条正应变值'),grid on; figureplot(h,yc,h,yc,'*'),xlabel('位置'),ylabel('应力值/N/cm2'),title('侧缘条正应变值'),grid on; figureplot(h,yj,h,yj,'*'),xlabel('位置'),ylabel('应力值/N/cm2'),title('壁板剪应变值'),grid on;。
结构力学实验报告实验内容:平面桁架结构设计实验目的:在给定桁架形式,控制尺寸以及荷载条件下,对桁架进行内力和应力计算,优选截面,并进行刚度验算。
实验步骤:选定桁架如图所示,其控制参数如图所述。
1234567891011121314( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )( 17 )( 18 )( 19 )( 20 )( 21 )( 22 )( 23 )( 24 )( 25 )初选截面尺寸:选取尺寸 强度验算各杆轴力内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2 ---------------------------------------- ------------------------------------------单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 48214.2857 0.00000000 0.00000000 48214.2857 0.00000000 0.000000002 67500.0000 0.00000000 0.00000000 67500.0000 0.00000000 0.000000003 67500.0000 0.00000000 0.00000000 67500.0000 0.00000000 0.000000004 67500.0000 0.00000000 0.00000000 67500.0000 0.00000000 0.000000005 54000.0000 0.00000000 0.00000000 54000.0000 0.00000000 0.000000006 30681.8181 0.00000000 0.00000000 30681.8181 0.00000000 0.000000007 -7500.00000 0.00000000 0.00000000 -7500.00000 0.00000000 0.000000008 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000009 -48510.9918 0.00000000 0.00000000 -48510.9918 0.00000000 0.00000000 10 -67915.3885 0.00000000 0.00000000 -67915.3885 0.00000000 0.00000000 11 -54332.3108 0.00000000 0.00000000 -54332.3108 0.00000000 0.00000000 12 -30870.6311 0.00000000 0.00000000 -30870.6311 0.00000000 0.0000000013 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000014 -7500.00000 0.00000000 -0.00000000 -7500.00000 0.00000000 -0.0000000015 17142.8571 0.00000000 0.00000000 17142.8571 0.00000000 0.0000000016 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.0000000017 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000018 13500.0000 0.00000000 0.00000000 13500.0000 0.00000000 0.0000000019 25909.0909 0.00000000 0.00000000 25909.0909 0.00000000 0.0000000020 -61080.8263 0.00000000 0.00000000 -61080.8263 0.00000000 0.0000000021 -25803.4169 0.00000000 0.00000000 -25803.4169 0.00000000 0.0000000022 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000023 -19091.8830 0.00000000 0.00000000 -19091.8830 0.00000000 0.0000000024 -34857.1168 0.00000000 0.00000000 -34857.1168 0.00000000 0.0000000025 -48452.2854 0.00000000 0.00000000 -48452.2854 0.00000000 0.00000000 桁架内力与应力计算在本次计算中直接应用每一杆中的轴力进行应力计算,根据控制应力0.9[σ]进行计算,直接确定各个杆件的最优截面尺寸,避免二次验算,计算结构如表格所示单元尺寸单元尺寸单元尺寸单元尺寸单元尺寸1 34-2.5 6 38-2.5 11 38-2.5 16 30-2 21 30-22 38-3.5 7 38-2.5 12 30-2 17 30-2 22 30-23 38-3.5 8 38-2.5 13 30-2 18 30-2 23 30-24 38-3.5 9 34-2.5 14 30-2 19 30-2 24 30-25 38-2.5 10 38-3.5 15 30-2 20 30-3 25 38-2.5 各个单元计算单元编号杆件轴力杆件应力截面选择截面面积1 48214.29 249.169434-2.5 247.2752 67500 348.837238-3.5 379.1553 67500 348.837238-3.5 380.1554 67500 348.837238-3.5 381.1555 54000 279.069838-2.5 278.6756 30681.82 158.562438-2.5 279.6757 -7500 -38.759738-2.5 280.6758 0.00000004 2.06718E-1038-2.5 281.6759 -48511 -250.703 34-2.5 282.675 10 -67915.4 -350.984 38-3.5 380.155 11 -54332.3 -280.787 38-2.5 278.675 12 -30870.6-159.538 30-2.0 175.84 13 0 0 30-2.0 176.84 14 -7500 -38.7597 30-2.0 177.84 15 17142.86 88.59358 30-2.0 178.84 16 0.0000004 2.06718E-09 30-2 179.84 17 0.000000147.23514E-10 30-2. 180.84 18 13500 69.76744 30-2 181.84 19 25909.09 133.8971 30-2 181.84 20 -61080.8 -315.663 38-3.5 380.155 21 -25803.4 -133.351 30-2.0 181.84 22 -0.00000022-1.137E-09 30-2.0 181.84 23 -19091.9 -98.6661 30-2.0 181.84 24 -34857.1 -180.14 30-2.0 181.84 25-48452.3-250.39938-2.5282.675杆件轴力图1234567891011121314( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )( 17 )( 18 )( 19 )( 20 )( 21 )( 22 )( 23 )( 24 )( 25 )48214.2967500.0067500.0067500.0054000.0030681.82-7500.00-48510.99-67915.39-54332.31-30870.63-7500.0017142.8613500.0025909.09-61080.83-25803.42-19091.88-34857.12-48452.29结构变形示意图yx12345678 91011121314 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) ( 8 )( 9 )( 10 )( 11 )( 12 )( 13 )( 14 )( 15 )( 16 )( 17 )( 18 )( 19 ) ( 20 )( 21 )( 22 )( 23 )( 24 )( 25 )位移计算以及挠度验算单元挠度验算f MAX<=0.045据此验算各单元的挠度(与下表中的位移进行验算,据此验算得到位移符合要求杆端位移值( 乘子= 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1 杆端2---------------------------------------- ------------------------------------------单元码u -水平位移v -竖直位移-转角u -水平位移v -竖直位移-转角-----------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00000000 0.00000000 -0.00794179 0.00179940 -0.01191268 -0.007941792 0.00179940 -0.01191268 -0.00482434 0.00313460 -0.01914918 -0.004824343 0.00313460 -0.01914918 -0.00132530 0.00446981 -0.02113713 -0.001325304 0.00446981 -0.02113713 0.00154073 0.00580502 -0.01882603 0.001540735 0.00580502 -0.01882603 0.00529618 0.00810825 -0.01088176 0.005296186 0.00810825 -0.01088176 0.00725451 0.00941690 0.00000000 0.007254517 0.00941690 0.00000000 0.00470440 0.00000811 -0.00042652 0.004704408 0.00688396 -0.01134398 -0.00742048 0.00564722 -0.00021326 -0.007420489 0.00688396 -0.01134398 -0.00509448 0.00626168 -0.01914918 -0.0050944810 0.00626168 -0.01914918 -0.00122578 0.00512255 -0.02113713 -0.0012257811 0.00512255 -0.02113713 0.00207557 0.00331437 -0.01818625 0.0020755712 0.00331437 -0.01818625 0.00586763 0.00101973 -0.00953110 0.0058676313 0.00101973 -0.00953110 0.00606972 0.00000811 -0.00042652 0.0060697214 0.00000000 0.00000000 -0.00564722 0.00564722 -0.00021326 -0.0056472215 0.00179940 -0.01191268 -0.00435820 0.00688396 -0.01134398 -0.0043582016 0.00313460 -0.01914918 -0.00234530 0.00626168 -0.01914918 -0.0023453017 0.00446981 -0.02113713 -0.00043516 0.00512255 -0.02113713 -0.0004351618 0.00580502 -0.01882603 0.00149439 0.00331437 -0.01818625 0.0014943919 0.00810825 -0.01088176 0.00386647 0.00101973 -0.00953110 0.0038664720 0.00688396 -0.01134398 -0.00693617 0.00000000 0.00000000 -0.0069361721 0.00626168 -0.01914918 -0.00417214 0.00179940 -0.01191268 -0.0041721422 0.00512255 -0.02113713 -0.00132530 0.00313460 -0.01914918 -0.0013253023 0.00512255 -0.02113713 0.00099785 0.00580502 -0.01882603 0.0009978524 0.00331437 -0.01818625 0.00376837 0.00810825 -0.01088176 0.0037683725 0.00101973 -0.00953110 0.00529155 0.00941690 0.00000000 0.00529155 13.绘制材料表材料表构件类型杆件号截面(mm) 长度(mm) 数量重量(KG)每个共计m³合计上弦杆38-2.5281.6751509 3 0.001275 34-2.5282.6751509 1 0.00042738-3.5380.1551509 2 0.00114738-2.5278.675030-2.0176.84030-2.0177.840下弦杆34-2.5247.2751500 1 0.000371 38-3.5379.1551500 3 0.00170638-3.5380.1551500 038-3.5381.1551500 038-2.5278.6751500 2 0.00083638-2.5278.6751500 0直腹杆38-2.5280.6751000 1 0.000281 30-2.0177.841167 6 0.00124530-2.0178.841333 1 0.00023830-2179.841500 1 0.0002730-2.180.841667 1 0.00030130-2181.841833 1 0.00033330-2181.842000 1 0.000364斜腹杆38-3.5380.1551803 1 0.00068530-2.0181.842005 1 0.00036530-2.0181.842121 1 0.00038630-2.0181.842245 1 0.00038630-2.0181.842368 1 0.00040838-2.5282.6752500 1 0.0004310.011776 G=78.5*0.011776=0.92446KN=924.46N=92.446KG实验总结:通过本次试验,对于结构力学求解器有了更好的理解和运用,尤其是对于结构力学求解器进行桁架结构设计有了更加深刻的应用,同时也发现自己在试验中也存在一定的不足和经验的缺乏,比如方程式的应用,函数的应用等等,这些问题都需要自己以后去解决。
《结构力学》实验报告学院名称资源与安全工程学院专业班级城地专业11级 02班学生学号学生姓名郑孙斌指导老师李江腾、樊玲2013年 1月 11日目录一、实验指导书 (1)二、实验任务书 (2)三、实验名称 (2)四、实验目的 (4)五、实验步聚 (4)(1)确定单榀刚架的计算单元 (5)(2)选取平面刚架的计算简图 (5)(3)荷载计算 (5)(4)上机操作 (7)(5)输出电算实验数据 (10)六、分析实验结果 (18)七、上机操作输出图 (19)一. 《结构力学实验》指导书(一)学时与学分:实验学时:6 ;实验学分:0.5(二)实验教材:1. 《结构力学》周竞欧主编同济大学出版社2. 《结构力学实验》指导书蒋青青编3. 《PK用户手册及技术条件》中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部(三)实验课的任务、性质与目的:实验教学是理论联系实际、培养学生实验技能和实践能力的重要教学环节。
根据城市地下空间工程专业本科培养方案和教学计划安排,结构力学是一门与工程设计密切相关的重要学科,《结构力学实验》课为三性实验(综合性、设计性、研究性)。
通过该实验课的教学,要求学生掌握结构力学的手工计算方法和电算方法,使学生熟悉结构力学电算的基本原理;正确分析结构的传力途径和准确计算作用在结构上的荷载;学会使用结构CAD系列软件PKPM中的PK计算软件来分析平面杆件结构内力和位移的实际操作步骤和方法;了解结构力学在地下空间工程中的用途,培养学生综合运用所学理论知识解决地下结构实际工程问题的动手技能和初步具备设计能力,为今后学习《混凝土结构》、《地下建筑结构》等专业课程打下一定的基础。
(四)实验项目名称:结构力学电算方法。
(五)仪器设备:在计算机房进行实验,每人一台计算机,采用中国建筑科学研究院编制的《微机结构CAD系统软件PKPM系列》中的PK平面刚架计算软件进行实验。
(六)实验方式与基本要求:1、任课教师讲清实验的基本原理、方法及要求。
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复杂的组合结点。
另外,在定义位移约束时,结点处的支座约束也是首先加在虚拟刚结点上,再通过虚拟刚结点施加给其他相关的杆端。
解 输入后的结构如图2-4-6b 所示,命令数据文档如下,其中左边和右边分别为中、英文关键词命令数据文档。
结点,1,0,0 结点,2,0,1 结点,3,1,1 结点,4,1,0 结点,5,1,2 结点,6,2.5,0 结点,7,2.5,2.5 单元,1,2,1,1,0,1,1,1N,1,0,0 N,2,0,1 N,3,1,1 N,4,1,0 N,5,1,2 N,6,2.5,0 N,7,2.5,2.5 E,1,2,1,1,0,1,1,1 E,2,3,1,1,1,1,1,0 E,4,3,1,1,0,1,1,1 E,3,5,1,1,1,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,4,3,1,1,0,1,1,1 单元,3,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,7,1,1,1,1,1,0 单元,6,7,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,4,0,0,0 结点支承,4,4,0,0,0 结点支承,6,6,0,0,0,0 END E,5,7,1,1,1,1,1,0 E,6,7,1,1,1,1,1,0 NSUPT,1,4,0,0,0 NSUPT,4,4,0,0,0 NSUPT,6,6,0,0,0,0 END(1)结点定义(2)单元定义(3)结点支承定义四、上机体会:通过这么多次上机操作,已经熟练的掌握力学求解器的使用。
结构力学实验报告
(土木工程学院)
班级
姓名
学号
实验一平面体系的机动分析
一、输入结构体系
二、结构图形生成
三、几何组成分析
1、自动求解(几何组成G)
2、智能求解(几何构造M)
实验二平面刚架弯矩图绘制一、输入结构体系
二、结构图形生成
三、内力计算
实验三平面桁架内力计算一、输入结构体系
二、结构图形生成
三、内力计算
1、几何组成分析
2、内力计算
实验四超静定结构内力计算一、输入结构体系
二、结构图形生成
三、内力计算
1、几何组成分析
2、位移计算
3、内力计算
实验五影响线绘制
一、输入结构体系
二、结构图形生成
三、内力计算
1、参数设定
2、影响线求解。
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复杂的组合结点。
另外,在定义位移约束时,结点处的支座约束也是首先加在虚拟刚结点上,再通过虚拟刚结点施加给其他相关的杆端。
解输入后的结构如图2-4-6b所示,命令数据文档如下,其中左边和右边分别为中、英文关键词命令数据文档。
结点,1,0,0结点,2,0,1结点,3,1,1结点,4,1,0结点,5,1,2结点,6,2.5,0结点,7,2.5,2.5单元,1,2,1,1,0,1,1,1N,1,0,0N,2,0,1N,3,1,1N,4,1,0N,5,1,2N,6,2.5,0N,7,2.5,2.5E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,1,0E,4,3,1,1,0,1,1,1E,3,5,1,1,1,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,4,3,1,1,0,1,1,1 单元,3,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,7,1,1,1,1,1,0 单元,6,7,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,4,0,0,0 结点支承,4,4,0,0,0 结点支承,6,6,0,0,0,0 END E,5,7,1,1,1,1,1,0 E,6,7,1,1,1,1,1,0 NSUPT,1,4,0,0,0 NSUPT,4,4,0,0,0 NSUPT,6,6,0,0,0,0 END(1)结点定义(2)单元定义(3)结点支承定义四、上机体会:通过这么多次上机操作,已经熟练的掌握力学求解器的使用。
能够运用求解器去分析结构的构造,为以后的学习工作提供便利。
实验报告二实验名称用求解器求解静定结构的内力分析一实验目的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例3-11-1 试用求解器求解图3-11-1a、b中静定结构的内力。
解先输入结构体系,其中图3-11-1a和b中结构的差别仅在于结点5的水平坐标不同。
输入的数据文档如下(参见图3-11-1):TITLE,例3-11-1结点,1,0,0结点,4,6,0结点填充,1,4,2,2,1C case (a)结点,5,8,0C case (b)C 结点,5,10,0结点生成,1,4,2,4,1,0,-1.5单元,1,2,1,1,0,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,0单元,3,4,1,1,0,1,1,1单元,4,5,1,1,1,1,1,0单元,2,6,1,1,0,1,1,1单元,6,7,1,1,1,1,1,0单元,7,8,1,1,0,1,1,1单元,8,4,1,1,1,1,1,0结点支承,1,1,0,0结点支承,5,1,0,0结点支承,7,3,0,0,0单元荷载,1,1,1,1/2,90单元荷载,4,1,1,1/2,90输入结构后,继续进行如下操作:1) 选择菜单“求解”、“内力计算”,求解器打开“内力计算”对话框,在“内力显示”组中选“结构”,然后可在下面表格中看到杆端内力值。
2) 在“内力类型”组中选“弯矩”,可在观览器中看到弯矩图。
3) 在“内力类型”组中选“剪力”,可在观览器中看到剪力图。
4) 在“内力类型”组中选“轴力”,可在观览器中看到轴力图。
5) 可单击观览器中的“加大幅值”或“减小幅值”按钮调节图形幅值;或者选“设置菜单”中的“显示幅度设置”,然后在对话框中给定具体的显示幅度值。
趣的现象,图3-11-1a、b 所示结构的最右边一跨梁相当于一个简支梁的受力状态,整个内力图除以上求得图3-11-1a、b 所示结构的内力图分别如图3-11-2 和3-11-3 所示从内力图可以看出一个有了最右边一跨梁有所区别以外,其余部分的内力图都是一样的。
读者可以验证,无论最右边一跨梁的长度如何,只要集中荷载作用在跨中,其余部分的内力就不会改变。
四、上机体会:通过这么多次上机操作,已经熟练的掌握力学求解器的使用。
能够运用求解器去分析结构的构造,用求解器求解一般静定结构,为以后的学习工作提供便利。
实验报告三实验名称用求解器计算结构的影响线一实验目的1、了解如何在求解器中输入结构体系2、学习并掌握用求解器计算结构的影响线;3、建立任意体系的计算模型并做几何组成分析;4、讨论静定结构影响线的求解器计算方法。
二实验仪器计算机,软件:结构力学求解器三实验步骤例4-7-1 试求解图3-11-1a中结构在竖直荷载作用下杆件(2)和(6)中点弯矩、剪力和轴力的影响线。
解先输入结构体系,输入的数据文档见图3-11-1。
在该命令文档中END命令之前,插入一空行,以备插入命令用。
下面以杆件(2)中点的弯矩影响线为例,进一步说明做法。
按上一节做法打开“影响线求解参数”对话框。
在单位荷载数据栏中,类型选为“力”,方向选“向下”。
在截面内力框中,单元码选2,距杆端1选“1/2”L处,内力类型选“弯矩”。
单击应用、关闭后,可在命令文档中见到命令行:“影响线参数,-2,2,1/2,3”。
其中关键词“影响线参数”后边的-2代表单位荷载沿y 轴方向(竖直的),指向y轴的反方向(即向下);再后面的2代表第2个单元;1/2表示截面位置;3代表弯矩。
杆件(2)和(6)中点弯矩、剪力和轴力的影响线计算所需的命令行分别为:杆件(2):影响线参数,-2,2,1/2,3影响线参数,-2,2,1/2,2影响线参数,-2,2,1/2,1 杆件(6)影响线参数,-2,6,1/2,3 影响线参数,-2,6,1/2,2 影响线参数,-2,6,1/2,1后一条命令。
为计算影响线,依次选菜单:“求解”、“影响线”。
在打开的“影响线”对话框的最上部,可以看到影响线的一些参数。
在“影响线显示”数据栏里,选“结构”后,便可在观览器中看到相应的影响线的图形,具体的数值可以从“单元影响线分析”数据框中获得。
各影响线图形如图4-7-1和4-7-2所示。
求解器最新版本(v2.0.2以上)对影响线计算增加了一项很实用的新功能,即不必退出“影响线”对话框,即可改变指定杆件上的截面位置和内力类型,只需在“选项”栏中按需选择即可。
下面再讨论如何使用影响线图形。
影响线图形中任一杆件中任一点的纵距,表示单位荷载作用在该点时指定截面处的内力值。
影响线的纵距值的量取规则为荷载类型标距方向正负号竖直荷载整体竖直方向正值标在上方水平荷载整体水平方向正值标在左方单位力矩杆件垂直方向正值标在局部坐标y 的正方向为了简单,取量纲一的量1=d。
这是一个间接荷载下的结构影响线问题。
用求解器求解时,可以建立一个等效的计算模型,如图4-7-4a所示。
输入的数据命令从略,计算出来的影响线形状如图4-7-3b所示。
注意,由于单位荷载作用在上层的水平杆件上,因此应取上层杆件的图形作为影响线图,而下面的图形是单位荷载作用在下面梁上时的影响线。
四、上机体会:通过这么多次上机操作,已经熟练的掌握力学求解器的使用。
能够运用求解器去分析结构的构造,为以后的学习工作提供便利。
实验报告四实验名称用求解器进行位移计算一实验目的1、了解如何用求解器进行位移计算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1. 输入材料性质在“编辑器”中依次选择菜单“命令”、“材料性质”便可打开材料性质对话框。
选择相同材料性质的单元范围,再选择或输入所需的杆件刚度性质(质量和极限弯矩可以空缺),然后单击“应用”按钮将命令写到命令文档中去。
若还有单元刚度未定义,可在对话框中继续输入新的数据,再“应用”,直至定义完毕,单击“关闭”退出。
注意,若前后两个命令行中的定义有重复和冲突时,则以后面的定义为准,亦即前面的定义被后面的定义覆盖和取代。
2. 输入温度改变在“编辑器”中依次选择菜单“命令”、“温度改变”,可打开温度改变对话框。
与上面类似,选择相同温度改变的单元范围,再按照提示选择或输入所需的各项参数,然后单击“应用”按钮将命令写到命令文档中去。
若还要继续定义,可在对话框中输入新的数据,再“应用”,直至定义完毕,单击“关闭”退出。
温度改变须提供截面高度,输入时要注意同结构其他的尺寸采用统一单位。
例5-7-1 试用求解器求解例5-4。
解本例力和尺寸单位统一采用kN和cm。
输入的数据文档如下(图5-7-1a):TITLE, 例5-7-1变量定义,L=1200,P=39变量定义,Ah1=18*24,Ah2=18*18,Ag=3.8变量定义,Eh=3000,Eg=20000,EAg=Eg*Ag变量定义,EAh1=Eh*Ah1,EAh2=Eh*Ah2结点,1,0,0结点,2,0.278*L,0结点,3,0.722*L,0结点,4,L,0结点,6,L/2,L/6结点填充,1,6,1,5,1结点填充,6,4,1,7,1 单元,6,7,1,1,0,1,1,0单元,7,4,1,1,0,1,1,0单元,2,5,1,1,0,1,1,0单元,3,7,1,1,0,1,1,0单元,2,6,1,1,0,1,1,0单元,3,6,1,1,0,1,1,0结点支承,1,1,0,0结点支承,4,2,0,0,0结点荷载,5,1,39,-90结点荷载,6,1,39,-90结点荷载,7,1,39,-90单元材料性质,1,2,3*EAg,1,0,0,-1 单元材料性质,3,3,2*EAg,1,0,0,-1 单元材料性质,10,11,EAg,1,0,0,-1单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,1,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0 单元材料性质,4,7,EAh1,1,0,0,-1 单元材料性质,8,9,EAh2,1,0,0,-1 END由于本例与抗弯刚度无关,因此输入了单位值。