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西南交大结构分析计算程序与应用期末作业


《结构分析计算程序与应用》 课程大作业

指导教师:江南 姓名: 学号: 时间:2015.06.23

结构分析计算程序与应用

1. 题目
本人题目为第二组: 例:7.3 计算 7.9 所示对称框架在对称荷载作用下的内力图,设材料的弹性模 量 E=2.0×108kN/m,截面为矩形截面,高宽为 0.4m×0

.2m。

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结构分析计算程序与应用

2 建模
2.1 全结构建模 2.1.1 整体模型的建立 (1)建立新的模型 点击建立新的模型:

如图,将单位修改为 KN,m,C;模型结构选择二维框架结构,之后将框架 的层数改为 2,层高修改为 4,开间数为 2,开间宽度为 4,点确定建立模型。

(2)修改模型使模型符合题意
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结构分析计算程序与应用

①如图,删除红色选中多余杆件 ②修改支座约束情况。选中图中红色节点,通过菜单:指定→约束 修改支座 约束情况,将固定铰支座改为固端。如下图所示

(3)指定截面材料和特性 ①定义材料 I 通过菜单:定义→材料 新建一个材料,并将材料命名为 MAT 和修改其 E 为 2×108kN/m2,点击确定。

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结构分析计算程序与应用

II 通过菜单:定义→截面属性→框架截面→添加新属性;进入截面属性建立

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结构分析计算程序与应用

点击框架截面属性类型的 concrete,并点击矩形。如图

修改截面的高度和宽度分别为 0.4 和 0.2,并将材料修改为 MAT,截面名为 FSEC2,点击确定,截面属性建立完毕

②赋予模型截面特性 选中所有杆件,通过菜单:指定→框架→框架截面进入子菜单
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结构分析计算程序与应用

将 FSEC2 选中,点击确定,完成截面特性指定

(4)均布荷载的加载 ①定义荷载模式 此题目只有一个均布荷载,因此不需要定义荷载工况和荷载组合 通过菜单:定义→荷载模式 进入子菜单

此题不考虑自重,将自重乘数修改为 0,并点击修改荷载模式更改,点击确定

②荷载的加载
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结构分析计算程序与应用

选中需要加载荷载的两根杆件,通过菜单:指定→框架荷载→分布 进入加载 子菜单

将均

布荷载的

数字改为 20kN/m,并注意荷载模式和荷载类型和方向的正确性,此题不需修 改,点击确定,完成荷载的加载

(5)运行分析 此题为平面框架, 首先在分先前将分析选项设为平面框架, 可减少分析时间, 然后点击运行分析,并保存文件

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结构分析计算程序与应用

2.1.2 模型运行结果 (1)弯矩图 (kN.m)

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结构分析计算程序与应用

(2) 轴力图(kN)

(3)

剪力图(kN)

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结构分析计算程序与应用

2.2 半结构建模 2.1.1 整体模型的建立 (1)建立新的模型 和全结构建立一样,但是注意将开间数修改为 1 。

(2)修改模型符合题意。 ①删除红色选中多余杆件

②修改支座约束情况。选中红色节点,通过菜单:指定→约束 修改支座约束 情况。将 1 号绞支座修改为固端支座,如全结构建模所示;将 2、3 节点的约 束情况修改为下图所示,点击确定完成。

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结构分析计算程序与应用

(3)指定截面材料和特性 ①定义材料: I 通过菜单:定义→材料 新建一个材料,并将材料命名为 MAT 和修改其 E 为 2×108kN/m2,点击确定,如全结构建模。 II 通过菜单:定义→截面属性→框架截面→添加新属性;进入截面属性建 立,建模过程如全结构所示,但是半结构有一根杆件的 EI 是趋近于正无 穷, 此时应该建立 2 个截面属性, 第一个如全结构的截面属性 FSEC2 建立。 之后继续第二个截面 FSEC3 的建立,其子菜单修改为:

点击设置修正,将饶三轴的惯性矩修改为 100000,通过这样将 EI 近似设 置为正无穷。
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结构分析计算程序与应用

②赋予模型截面特性

将 1, 2, 3,4 杆件截面指定为 FSEC2 截面特性, 将 5 杆件截面指定为 FSEC3 截面特性,过程如全结构建模。 (4)均布荷载的加载 将下图所示杆件加上 20kN/m 均布荷载,其余建模步骤如全结构。

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结构分析计算程序与应用

(4)运行分析: 设置如全结构。 2.1.2 模型运行结果 (1)弯矩图(kN/m)

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结构分析计算程序与应用

(2)轴力图(kN)

(3)剪力图(kN)

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结构分析计算程序与应用

4 全结构半结构结果对比分析
1. 弯矩对比图

2. 剪力对比图

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结构分析计算程序与应用

3. 轴力对比图

此结构对称,且其对称轴两边的力大小相等,绕对称轴对折后作用点和作用 力均重合,因此可称为正对称结构。 由计算结果可看出,对称结构在对称力作用下弯矩、轴力图是对称的,剪力 为反对称的。 在弯矩图和剪力图上,半结构和全结构计算结果基本相同,但在轴力图上, 全结构位于对称轴上的杆件的轴力约为半结构计算结果的 2 倍,其余相同。 这和结构力学分析结果相似,可判定计算机计算结果正确。 此外,在全结构和半结构的计算中,数据有一些细微差别,主要是位于对称 轴中间杆件 EI 设置正无穷的误差。

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