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第1页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。结构分析计算程序与应用第2页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结构分析计算程序与应用第3页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。结构分析计算程序与应用第4页II通过菜单：定义→截面属性→框架截面→添加新属性；进入截面属性建立结构分析计算程序与应用第5页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结构分析计算程序与应用第6页将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荷载的加载结构分析计算程序与应用第7页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，并保存文件结构分析计算程序与应用第8页2.1.2模型运行结果（1）弯矩图（kN.m）结构分析计算程序与应用第9页(2)轴力图（kN）（3）剪力图（kN）结构分析计算程序与应用第10页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。结构分析计算程序与应用第11页（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。结构分析计算程序与应用第12页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。结构分析计算程序与应用第13页（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）结构分析计算程序与应用第14页（2）轴力图（kN）(3)剪力图（kN）结构分析计算程序与应用第15页4全结构半结构结果对比分析1.弯矩对比图2.剪力对比图结构分析计算程序与应用第16页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。