結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)計報告

1、.一. 課程設(shè)計的目的1. 通過實(shí)驗及數(shù)據(jù)分析熟練掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解數(shù)據(jù)輸入和輸出的基本操作過程，主要參數(shù)的意義和編輯方法。2. 通過實(shí)踐進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)在廣義荷載作用下內(nèi)力和位移的分布狀態(tài)和變化規(guī)律，從而指導(dǎo)我們探索和發(fā)現(xiàn)更合理的結(jié)構(gòu)形式，為將來的學(xué)習(xí)和科研工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)二. 課程設(shè)計的內(nèi)容(1).對圖示兩類桁架進(jìn)行分析 在相同荷載作用下，比較各類桁架的受力特點(diǎn)； 討論各種桿件(上弦桿,下弦桿,豎桿,斜桿)內(nèi)力隨 隨高跨比變化的規(guī)律; 若增加桿件使其成為超靜定桁架,內(nèi)力有何變化。平行弦桁架1/2111111/2三角桁架1/2111111/2 (2).兩

2、種結(jié)構(gòu)在靜力等效荷載作用下，內(nèi)力有哪些不同？1/2111111/21/411×(1/2)1/4aaaa3(3)、用求解器自動求解功能求a=2和a=1.0時的各桿內(nèi)力。比較兩種情況內(nèi)力分布，試用試算法調(diào)整a的大小，確定使彎矩變號的臨界點(diǎn)a0,當(dāng)a=a0時結(jié)構(gòu)是否處于無彎矩狀態(tài)？(4)、圖示為一個兩跨連續(xù)梁，兩跨有關(guān)參數(shù)相同（l=6m，E=1.5*106kPa，截面0.5*0.6m2，線膨脹系數(shù)1.0*10-5）。第一跨底部溫度升高60ºC，分析變形和內(nèi)力圖的特點(diǎn)。6m6m(4)、計算下支撐式五角形組合屋架的內(nèi)力，并分析隨跨高 比變化內(nèi)力變化規(guī)律。當(dāng)高度確定后內(nèi)力隨f1，f2的

3、比例不同的變化規(guī)律（四個以上算例）。3m3m3m3mf2f1f =1.2mq =1kN/m一. 課程設(shè)計的數(shù)據(jù)1. 第(1)題數(shù)據(jù)1) 平行弦桁架a) 高跨比1:4（每小格比例2:3) 輸出圖形： 輸出內(nèi)力值： 內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 1.66666667 0.00000000 0.00000000 1.66666667 0.00000000 0.0000000

4、0 3 2.66666667 0.00000000 0.00000000 2.66666667 0.00000000 0.00000000 4 2.66666667 0.00000000 0.00000000 2.66666667 0.00000000 0.00000000 5 1.66666667 0.00000000 0.00000000 1.66666667 0.00000000 0.00000000 6 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 7 -1.66666667 0.00000000 0

5、.00000000 -1.66666667 0.00000000 0.00000000 8 -2.66666667 0.00000000 0.00000000 -2.66666667 0.00000000 0.00000000 9 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 10 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 11 -2.66666667 0.00000000 0.00000000 -2.66666

6、667 0.00000000 0.00000000 12 -1.66666667 0.00000000 0.00000000 -1.66666667 0.00000000 0.00000000 13 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 14 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 15 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0

7、.00000000 16 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 17 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 18 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 19 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 20 3.0

8、0462606 0.00000000 0.00000000 3.00462606 0.00000000 0.00000000 21 1.80277564 0.00000000 0.00000000 1.80277564 0.00000000 0.00000000 22 0.60092521 0.00000000 0.00000000 0.60092521 0.00000000 0.00000000 23 0.60092521 0.00000000 0.00000000 0.60092521 0.00000000 0.00000000 24 1.80277564 0.00000000 0.000

9、00000 1.80277564 0.00000000 0.00000000 25 3.00462606 0.00000000 0.00000000 3.00462606 0.00000000 0.00000000-b) 高跨比1:6 （每小格比1:1） 輸出圖形： 輸出內(nèi)力值：內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 2.50000000 0.00000000 0.000000

10、00 2.50000000 0.00000000 0.00000000 3 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4.00000000 0.00000000 0.00000000 5 2.50000000 0.00000000 0.00000000 2.50000000 0.00000000 0.00000000 6 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0

11、0000000 7 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 8 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 9 -4.50000000 0.00000000 0.00000000 -4.50000000 0.00000000 0.00000000 10 -4.50000000 0.00000000 0.00000000 -4.50000000 0.00000000 0.00000000 11 -4.00000

12、000 0.00000000 0.00000000 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 12 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 13 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 14 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 15 -1.50000000 0.00000000 0

13、.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 16 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 17 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 18 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 19 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.000

14、00000 0.00000000 0.00000000 20 3.53553391 0.00000000 0.00000000 3.53553391 0.00000000 0.00000000 21 2.12132034 0.00000000 0.00000000 2.12132034 0.00000000 0.00000000 22 0.70710678 0.00000000 0.00000000 0.70710678 0.00000000 0.00000000 23 0.70710678 0.00000000 0.00000000 0.70710678 0.00000000 0.00000

15、000 24 2.12132034 0.00000000 0.00000000 2.12132034 0.00000000 0.00000000 25 3.53553391 0.00000000 0.00000000 3.53553391 0.00000000 0.00000000-C）高跨比1:9（每小格比2:3） 輸出圖形： 輸出內(nèi)力值： 內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 2

16、 3.75000000 0.00000000 0.00000000 3.75000000 0.00000000 0.00000000 3 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 4 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 5 3.75000000 0.00000000 0.00000000 3.75000000 0.00000000 0.00000000 6 0.00000000 0.00000000 0.000

17、00000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 7 -3.75000000 0.00000000 0.00000000 -3.75000000 0.00000000 0.00000000 8 -6.00000000 0.00000000 0.00000000 -6.00000000 0.00000000 0.00000000 9 -6.75000000 0.00000000 0.00000000 -6.75000000 0.00000000 0.00000000 10 -6.75000000 0.00000000 0.00000000 -6.75000000 0.

18、00000000 0.00000000 11 -6.00000000 0.00000000 0.00000000 -6.00000000 0.00000000 0.00000000 12 -3.75000000 0.00000000 0.00000000 -3.75000000 0.00000000 0.00000000 13 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 14 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000

19、000 15 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 16 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 17 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 18 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 19 -3.000000

20、00 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 20 4.50693909 0.00000000 0.00000000 4.50693909 0.00000000 0.00000000 21 2.70416346 0.00000000 0.00000000 2.70416346 0.00000000 0.00000000 22 0.90138782 0.00000000 0.00000000 0.90138782 0.00000000 0.00000000 23 0.90138782 0.00000000 0.0000000

21、0 0.90138782 0.00000000 0.00000000 24 2.70416346 0.00000000 0.00000000 2.70416346 0.00000000 0.00000000-討論分析：由以上三種高跨比的內(nèi)力比較發(fā)現(xiàn)，上弦桿內(nèi)力隨著高跨比的增大，內(nèi)力逐漸增大。下弦桿內(nèi)力隨著高跨比增大，內(nèi)力逐漸增大，其中<1>,<6>桿為零干。豎桿內(nèi)力隨著高跨比增大，內(nèi)力保持不變。斜桿內(nèi)力隨著高跨比的增大也逐漸增大。 2）三角桁架a)高跨比1:4（每小格比1:2）輸出圖形：輸出內(nèi)力值：內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單

22、元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 5.00000000 0.00000000 0.00000000 5.00000000 0.00000000 0.00000000 2 5.00000000 0.00000000 0.00000000 5.00000000 0.00000000 0.00000000 3 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4.00000000 0.00000000 0.00000000 5 5.00

23、000000 0.00000000 0.00000000 5.00000000 0.00000000 0.00000000 6 5.00000000 0.00000000 0.00000000 5.00000000 0.00000000 0.00000000 7 -5.59016994 0.00000000 0.00000000 -5.59016994 0.00000000 0.00000000 8 -4.47213595 0.00000000 0.00000000 -4.47213595 0.00000000 0.00000000 9 -3.35410197 0.00000000 0.000

24、00000 -3.35410197 0.00000000 0.00000000 10 -3.35410197 0.00000000 0.00000000 -3.35410197 0.00000000 0.00000000 11 -4.47213595 0.00000000 0.00000000 -4.47213595 0.00000000 0.00000000 12 -5.59016994 0.00000000 0.00000000 -5.59016994 0.00000000 0.00000000 13 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

25、0.00000000 0.00000000 14 0.50000000 0.00000000 0.00000000 0.50000000 0.00000000 0.00000000 15 2.00000000 0.00000000 0.00000000 2.00000000 0.00000000 0.00000000 16 0.50000000 0.00000000 0.00000000 0.50000000 0.00000000 0.00000000 17 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 18

26、 -1.11803399 0.00000000 0.00000000 -1.11803399 0.00000000 0.00000000 19 -1.41421356 0.00000000 0.00000000 -1.41421356 0.00000000 0.00000000 20 -1.41421356 0.00000000 0.00000000 -1.41421356 0.00000000 0.00000000 21 -1.11803399 0.00000000 0.00000000 -1.11803399 0.00000000 0.00000000-b)高跨比1:6 （每小格比1:3）

27、輸出圖形： 輸出內(nèi)力值：內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 7.50000000 0.00000000 0.00000000 7.50000000 0.00000000 0.00000000 2 7.50000000 0.00000000 0.00000000 7.50000000 0.00000000 0.00000000 3 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 4 6.00000000 0.00000000 0.

28、00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 5 7.50000000 0.00000000 0.00000000 7.50000000 0.00000000 0.00000000 6 7.50000000 0.00000000 0.00000000 7.50000000 0.00000000 0.00000000 7 -7.90569415 0.00000000 0.00000000 -7.90569415 0.00000000 0.00000000 8 -6.32455532 0.00000000 0.00000000 -6.32455532 0.00

29、000000 0.00000000 9 -4.74341649 0.00000000 0.00000000 -4.74341649 0.00000000 0.00000000 10 -4.74341649 0.00000000 0.00000000 -4.74341649 0.00000000 0.00000000 11 -6.32455532 0.00000000 0.00000000 -6.32455532 0.00000000 0.00000000 12 -7.90569415 0.00000000 0.00000000 -7.90569415 0.00000000 0.00000000

30、 13 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 14 0.50000000 0.00000000 0.00000000 0.50000000 0.00000000 0.00000000 15 2.00000000 0.00000000 0.00000000 2.00000000 0.00000000 0.00000000 16 0.50000000 0.00000000 0.00000000 0.50000000 0.00000000 0.00000000 17 0.00000000 0.0000000

31、0 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 18 -1.58113883 0.00000000 0.00000000 -1.58113883 0.00000000 0.00000000 19 -1.80277564 0.00000000 0.00000000 -1.80277564 0.00000000 0.00000000 20 -1.80277564 0.00000000 0.00000000 -1.80277564 0.00000000 0.00000000 21 -1.58113883 0.00000000 0.00000000 -1.5

32、8113883 0.00000000 0.00000000- C）高跨比1:9（每小格比2:9）輸出圖形：輸出內(nèi)力值： 內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 11.2500000 0.00000000 0.00000000 11.2500000 0.00000000 0.00000000 2 11.2500000 0.00000000 0.00000000 11.2500000 0.00000000 0.00000000 3 9.00000000 0.00000000 0.00000000 9.00000000

33、0.00000000 0.00000000 4 9.00000000 0.00000000 0.00000000 9.00000000 0.00000000 0.00000000 5 11.2500000 0.00000000 0.00000000 11.2500000 0.00000000 0.00000000 6 11.2500000 0.00000000 0.00000000 11.2500000 0.00000000 0.00000000 7 -11.5244305 0.00000000 0.00000000 -11.5244305 0.00000000 0.00000000 8 -9

34、.21954446 0.00000000 0.00000000 -9.21954446 0.00000000 0.00000000 9 -6.91465834 0.00000000 0.00000000 -6.91465834 0.00000000 0.00000000 10 -6.91465834 0.00000000 0.00000000 -6.91465834 0.00000000 0.00000000 11 -9.21954446 0.00000000 0.00000000 -9.21954446 0.00000000 0.00000000 12 -11.5244305 0.00000

35、000 0.00000000 -11.5244305 0.00000000 0.00000000 13 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 14 0.50000000 0.00000000 0.00000000 0.50000000 0.00000000 0.00000000 15 2.00000000 0.00000000 0.00000000 2.00000000 0.00000000 0.00000000 16 0.50000000 0.00000000 0.00000000 0.500000

36、00 0.00000000 0.00000000 17 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 18 -2.30488611 0.00000000 0.00000000 -2.30488611 0.00000000 0.00000000 19 -2.46221445 0.00000000 0.00000000 -2.46221445 0.00000000 0.00000000 20 -2.46221445 0.00000000 0.00000000 -2.46221445 0.00000000 0.00

37、000000 21 -2.30488611 0.00000000 0.00000000 -2.30488611 0.00000000 0.00000000-討論分析：由以上三種高跨比的內(nèi)力比較發(fā)現(xiàn)，上弦桿內(nèi)力隨著高跨比的增大，內(nèi)力逐漸增大。下弦桿內(nèi)力隨著高跨比增大，內(nèi)力逐漸增大。豎桿內(nèi)力隨著高跨比增大，內(nèi)力保持不變，其中<13>,<17>桿為零桿。斜桿內(nèi)力隨著高跨比的增大也逐漸增大。在相同荷載作用下平行桁架整體內(nèi)力分布比三角形桁架更加均勻，兩種桁架的上下弦桿內(nèi)力大，斜桿和豎桿內(nèi)力較小。2.第（2）題數(shù)據(jù)輸出圖形：輸出內(nèi)力值： 內(nèi)力計算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)- 桿端 1 桿端 2 - - 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩- 1 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 2