结构力学课程设计报告.doc

哈尔滨理工大学课程设计报告一. 课程设计的目的1. 通过实验及数据分析熟练掌握结构力学求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解数据输入和输出的基本操作过程，主要参数的意义和编辑方法。2. 通过实践进一步了解结构在广义荷载作用下内力和位移的分布状态和变化规律，从而指导我们探索和发现更合理的结构形式，为将来的学习和科研工作打下坚实的基础二. 课程设计的内容(1).对图示两类桁架进行分析 在相同荷载作用下，比较各类桁架的受力特点； 讨论各种杆件(上弦杆,下弦杆,竖杆,斜杆)内力随 随高跨比变化的规律; 若增加杆件使其成为超静定桁架,内力有何变化。平行弦桁架1/2111111/2三角桁架1/2111111/2 (2).两种结构在静力等效荷载作用下，内力有哪些不同？1/2111111/21/411(1/2)1/4aaaa3(3)、用求解器自动求解功能求a=2和a=1.0时的各杆内力。比较两种情况内力分布，试用试算法调整a的大小，确定使弯矩变号的临界点a0,当a=a0时结构是否处于无弯矩状态？(4)、图示为一个两跨连续梁，两跨有关参数相同（l=6m，E=1.5*106kPa，截面0.5*0.6m2，线膨胀系数1.0*10-5）。第一跨底部温度升高60C，分析变形和内力图的特点。6m6m(4)、计算下支撑式五角形组合屋架的内力，并分析随跨高 比变化内力变化规律。当高度确定后内力随f1，f2的比例不同的变化规律（四个以上算例）。3m3m3m3mf2f1f =1.2mq =1kN/m一. 课程设计的数据1. 第(1)题数据1) 平行弦桁架a) 高跨比1:4（每小格比例2:3) 输出图形： 输出内力值： 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 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 1.66666667 0.00000000 0.00000000 1.66666667 0.00000000 0.00000000 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 0.00000000 -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 -2.66666667 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 0.00000000 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 3.00462606 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 0.00000000 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） 输出图形： 输出内力值：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 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 2.50000000 0.00000000 0.00000000 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 0.00000000 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 -4.00000000 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 0.00000000 -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 -3.00000000 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 0.00000000 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） 输出图形： 输出内力值： 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 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 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 0.00000000 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 0.00000000 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 0.00000000 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 -3.00000000 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 0.00000000 0.90138782 0.00000000 0.00000000 24 2.70416346 0.00000000 0.00000000 2.70416346 0.00000000 0.00000000-讨论分析：由以上三种高跨比的内力比较发现，上弦杆内力随着高跨比的增大，内力逐渐增大。下弦杆内力随着高跨比增大，内力逐渐增大，其中,杆为零干。竖杆内力随着高跨比增大，内力保持不变。斜杆内力随着高跨比的增大也逐渐增大。 2）三角桁架a)高跨比1:4（每小格比1:2）输出图形：输出内力值：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 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 5.00000000 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 0.00000000 -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 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 -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）输出图形： 输出内力值：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 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 0.00000000 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 0.00000000 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 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 0.00000000 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 -1.58113883 0.00000000 0.00000000- C）高跨比1:9（每小格比2:9）输出图形：输出内力值： 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 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 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 -9.21954446 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 0.00000000 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 0.50000000 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 0.00000000 21 -2.30488611 0.00000000 0.00000000 -2.30488611 0.00000000 0.00000000-讨论分析：由以上三种高跨比的内力比较发现，上弦杆内力随着高跨比的增大，内力逐渐增大。下弦杆内力随着高跨比增大，内力逐渐增大。竖杆内力随着高跨比增大，内力保持不变，其中,杆为零杆。斜杆内力随着高跨比的增大也逐渐增大。在相同荷载作用下平行桁架整体内力分布比三角形桁架更加均匀，两种桁架的上下弦杆内力大，斜杆和竖杆内力较小。2.第（2）题数据输出图形：输出内力值： 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 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.000000