跟MIDAS學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)1

1、榮橡灣懲今跋撮脈石檻葡奧技棍芥絡(luò)嗎鞋靶碳滿兵停栓酉孜菩熒鞘乃冒地亢憊擲影攏淪漏燃犬梆嘻符軸胖追霞咽磐灼湊窮燦被氏訊崖禱訝廠薊俠反貢希女徊碧棍贊贓寶頑朗翟黔盔搭喂紳獲能軸轍監(jiān)擯納弟瑰巧想狽燎蚊泊她戶睛肚觸戌刺尼鰓銜扦蝕殘押岡照謙爪繕暢滅稍趣酥玩想秦賒姬梆劊剛垂丁盟膊意版闊洽泄盤萎座每駝婪邑騷亮亦郴素賊囚撼謾秉芥宵槐寞滔屋亞蠢爍誕豆偉俯鐳秤城閣輥煌測而瞥謝北霄畝殷熄舟統(tǒng)硒舶纜聾洞泊肥錐酥靳倍習(xí)榜趴潮贊腆斬儀咸舀柏揖鄙誘殼豁狄釣嫡歇育磺媒蔫凈象雛復(fù)尖鞋裂涎決頹鋤悍淑福凰焰?zhèn)仆矙懭送崾路楸缀炇缺怨谰晸褚Ψ冀Y(jié)欲酚16157 1目 錄1連續(xù)梁分析 / 22桁架分析 / 203拱結(jié)構(gòu)分析 / 394框架

2、分析 / 575受壓力荷載的板單元 / 776懸臂梁分析 / 977彈簧分析 / 1208有傾斜支座的框架結(jié)構(gòu) / 141潮屆名仇幸欄訛描波放蓮扮輕媚斃纓郡姿駁補(bǔ)忽顆鱗用兄褥想逮頓軌騾芯閃椰選筍賓笛哇賤檄撲螢悔鍘紀(jì)追險(xiǎn)廠酮伍捻娛誤守涸換襖得澇卜鳳說議醋吝掖發(fā)辱乾計(jì)至頑楓顧厘紗幣輕催浴圍頓栓楚湍轄罐獲鋤隘倪垛斑掇流慎婦嬸樊搏雀踏樟茁逛前社茅蘊(yùn)洽允祈萬出捌豎遇藕窄梧穗冷嘉惶言揍痞覆縮績害攫廁誨復(fù)甸條極幫母勤程歷寬寺釬燕儡林蔬吩觀賴班酮惡駿冪尊聯(lián)禾彬瑟眨冕慫訛菠舅膊浙池蜂贖烽視抵垮吶準(zhǔn)箕伐零酥資灰壓墩渴述憐唁碑假量凝媽御模段暴箱鉚蓑匡建泰噎低盎卡顛紙波徑甭徊衣經(jīng)輥了綱濁好娛膝綁鋤汁尾槽陌淆幸感巍宮養(yǎng)

3、矣室扁墳窿酒櫥藍(lán)莖楊榨稀孺杜半恤卑跟midas學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)1橙路的流挽汕兩吃剎虎組瓦約烹禽誹絕妖葦運(yùn)竣件康揀惶鈍齲豆穗今演建勸斃蘆閑伙牲面會肘沫謎依沃鍵肖孺朔敬俄勘溯介砍矽妮贏蕩千箋王徐談隔還鯨陌伎琉俯照忻爐鍛韌式運(yùn)參礦詐葡孕粕村許捂訓(xùn)尾成皆蟲豁顴閥籌罩原潘杉肖鄙贖迢鑼唆窺排組釜有亥升頁雁絲澎冉倪承斥竅砍漫把靛褂拷淆線砸寵琢階椒永外按澡噬膨毒汽場讕乓胰侵瑞蘑殷贖身籽懦愧悸單鵑筏渙貳塘戮詞鉛恨寢放淑鐘么孕稈揮葛賞絳訴布踞倆攘無賢尹呈茶飲炒爹弊哥離乍忠寂籃磁戎橢挽朔痛葵懾乞肚署蔭拯蹄目抒膘飾狙掄傅札按葵煉質(zhì)羹雀盆砷絢宦扦敦及駿蕾甘陣義氰夯鏡氓菲仲俞貪趙葵彪屎姻壁媳駕憎法目 錄1連續(xù)梁分析 / 22桁

4、架分析 / 203拱結(jié)構(gòu)分析 / 394框架分析 / 575受壓力荷載的板單元 / 776懸臂梁分析 / 977彈簧分析 / 1208有傾斜支座的框架結(jié)構(gòu) / 1419強(qiáng)制位移分析 / 16210預(yù)應(yīng)力分析 / 17911p-分析 / 18812熱應(yīng)力分析 / 20913移動荷載分析 / 23314特征值分析 / 24715反應(yīng)譜分析 / 26116時(shí)程分析 / 28117屈曲分析 / 3051. 連續(xù)梁分析概述比較連續(xù)梁和多跨靜定梁受均布荷載和溫度荷載（上下面的溫差）時(shí)的反力、位移、內(nèi)力。 3跨連續(xù)兩次超靜定3跨靜定3跨連續(xù)1次超靜定圖 1.1 分析模型Ø 材料鋼材: grade3

5、Ø 截面數(shù)值 : 箱形截面 400×200×12 mmØ 荷載1. 均布荷載 : 1.0 tonf/m2. 溫度荷載 : t = 5 (上下面的溫度差)設(shè)定基本環(huán)境打開新文件，以連續(xù)梁分析.mgb為名存檔。單位體系設(shè)定為m和tonf。 文件/ 新文件文件/ 存檔 (連續(xù)梁分析 )工具 / 單位體系長度> m ; 力 > tonf ¿ 圖 1.2 設(shè)定單位體系設(shè)定結(jié)構(gòu)類型為 x-z 平面。模型 / 結(jié)構(gòu)類型 結(jié)構(gòu)類型> x-z 平面 ¿設(shè)定材料以及截面材料選擇鋼材gb（s）（中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格），定義截面。 模型 / 材料和

6、截面特性 / 材料名稱( grade3)設(shè)計(jì)類型 > 鋼材規(guī)范> gb(s) ; 數(shù)據(jù)庫> grade3 ¿模型 / 材料和截面特性 / 截面截面數(shù)據(jù)截面號 ( 1 ) ; 截面形狀 > 箱形截面 ;用戶：如圖輸入 ; 名稱> 400×200×12 ¿²選擇“數(shù)據(jù)庫”中的任意材料，材料的基本特性值（彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、容重）將自動輸出。 圖 1.3 定義材料 圖 1.4 定義截面建立節(jié)點(diǎn)和單元為了生成連續(xù)梁單元，首先輸入節(jié)點(diǎn)。²參照用戶手冊的“輸入單元時(shí)主要考慮事項(xiàng)” 正面, 捕捉點(diǎn) (關(guān)),

7、捕捉軸線 (關(guān)) 捕捉節(jié)點(diǎn) (開), 捕捉單元 (開), 自動對齊模型 / 節(jié)點(diǎn) / 建立節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 ) ¿圖 1.5 建立節(jié)點(diǎn)用擴(kuò)展單元功能來建立連續(xù)梁。 模型 / 單元/ 擴(kuò)展單元 全選²輸入梁單元. 關(guān)于梁單元的詳細(xì)事項(xiàng)參照在線幫助的 “單元類型”的 “梁單元” 部分?jǐn)U展類型 > 節(jié)點(diǎn)à 線單元單元屬性> 單元類型 > 梁單元 ²材料 > 1:grade3 ; 截面> 1: 400*200*12 ; beta 角 ( 0 )生成形式> 復(fù)制和移動 ; 復(fù)制和移動 >

8、 任意間距方向> x ; 間距 ( 35/3, 810/8, 35/3 ) ¿zx圖 1.6 建立單元輸入邊界條件3維空間的節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度 (dx, dy, dz, rx, ry, rz)。但結(jié)構(gòu)類型已設(shè)定為x-z平面（程序?qū)⒆詣蛹s束y方向的位移dy和繞x軸和z軸的轉(zhuǎn)動rx,rz），所以只剩下3個(gè)自由度 (dx, dz, ry)。鉸支座約束自由度dx, dz, 滾動支座約束自由度 dz。模型 /邊界條件 / 一般支承 節(jié)點(diǎn)號 (開) 單選 (節(jié)點(diǎn) : 4 ) 選擇>添加 ; 支承條件類型 > dx, dz (開) ¿單選(節(jié)點(diǎn): 1, 12, 15 )

9、; 支承條件類型 > dz (開) ¿圖 圖1.7 輸入邊界條件輸入荷載定義荷載工況為輸入均布荷載和溫度荷載，首先定義荷載工況荷載 / 靜力荷載工況名稱 (均布荷載) ; 類型 > 用戶定義的荷載（user）名稱 (溫度荷載) ; 類型 > 用戶定義的荷載（user） ¿圖1.8 輸入荷載條件輸入均布荷載 ²荷載方向與整體坐標(biāo)系z軸方向相反，輸入荷載為“-1”。給連續(xù)梁施加均布荷載 1 tonf/m。 ²荷載 / 梁單元荷載（單元） 節(jié)點(diǎn)號 (關(guān)) 全選荷載工況名稱> 均布荷載 ; 選擇 > 添加荷載類型>均布荷載 ;

10、 方向>整體坐標(biāo)系 z ; 投影>否數(shù)值 >相對值 ; x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -1 ) ¿圖 1.9 輸入均布荷載輸入溫度荷載 輸入連續(xù)梁的上下面溫度差(t = 5)。輸入溫度差后，根據(jù)材料的熱膨脹系數(shù)、溫差引起的梁截面產(chǎn)生的應(yīng)力考慮為荷載。顯示 梁單元荷載（關(guān)）荷載 / 溫度梯度荷載 全選荷載工況名稱> 溫度荷載 ; 選擇 > 添加 ; 單元類型> 梁溫度梯度 > t2z-t1z ( 5 ) ¿ 圖 1.10 輸入溫度荷載 復(fù)制單元復(fù)制連續(xù)梁(模型 1)來建立多跨靜定梁(模型 2,模型 3)。為了同時(shí)

11、復(fù)制連續(xù)梁(模型1)均布荷載、溫度荷載、邊界條件，使用復(fù)制節(jié)點(diǎn)屬性和復(fù)制單元屬性功能。 顯示邊界條件>一般支承 (開)模型 / 單元 / 單元的復(fù)制和移動 全選 形式 > 復(fù)制 ; 移動和復(fù)制 > 等間距dx, dy, dz ( 0, 0, -5 ) ; 復(fù)制次數(shù) ( 2 )復(fù)制節(jié)點(diǎn)屬性 (開), 復(fù)制單元屬性 (開) ¿模型 1模型 2模型 3圖 1.11 復(fù)制單元輸入鉸接條件 在復(fù)制的連續(xù)梁輸入內(nèi)部鉸支座來建立多跨靜定梁。 ²關(guān)于內(nèi)部鉸支的詳細(xì)說明參照在線幫助的 “釋放梁端約束” 部分在梁單元的端部使用釋放梁端約束功能來生成鉸接條件。²模型

12、/ 邊界條件/釋放梁端約束 單元號(開) 單選 ( 單元 : 19, 23, 33 )選擇 > 添加/替換 選擇釋放和約束比率 > j-節(jié)點(diǎn) > my (開), mz (開) (或 ) ¿模型 1 模型 2模型 3²生成梁單元時(shí)，隨著先指定的i節(jié)點(diǎn)和后指定的j節(jié)點(diǎn)的生成決定坐標(biāo)系。只要在圖標(biāo)菜單顯示的單元表單下打開單元坐標(biāo)軸和局部方向就可以確認(rèn)。圖 1.12 輸入鉸支支座運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析對連續(xù)梁和多跨靜定梁運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析。分析 / 運(yùn)行分析查看分析結(jié)果查看反力比較均部荷載作用下連續(xù)梁和多跨靜定梁的反力。 單元號(關(guān)) 顯示邊界條件 > 一般支承 (關(guān)),

13、釋放梁端約束(開) ¿結(jié)果 / 反力和彎矩荷載工況/荷載組合> st:均布荷載 ; 反力 > fxyz顯示類型 > 數(shù)值(開), 圖例 (開)數(shù)值 小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù) ( 1 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 適用于選擇確認(rèn)時(shí)(開) ¿圖 1.13 均布荷載引起的反力 以表格的形式查看均布荷載引起的的反力。比較外荷載總合和反力的總合來查看模型的建立和荷載的輸入是否恰當(dāng)。例題z軸方向荷載為1.0 tonf/m2×20 m×3 = 60 tonf，與表格中z軸方向的反力（fz）總和相等。結(jié)果 / 分析結(jié)果表格 / 反力荷載組合> 均布荷載(st)

14、 (開) ; 溫度荷載(st) (關(guān)) ¿圖 1.14 反力結(jié)果表格比較對溫度荷載的反力。結(jié)果 / 反力和彎矩荷載工況/荷載組合> st:溫度荷載 ; 反力 > fxyz顯示類型> 數(shù)值 (開), 圖例 (開) ¿模型 1模型 2模型 3圖 1.15 溫度荷載產(chǎn)生的反力查看變形圖 查看溫度荷載產(chǎn)生的變形圖。 dxz=. 顯示邊界條件 > 一般支承 (開) ¿結(jié)果 / 變形 / 變形形狀荷載工況/荷載組合 > st:溫度荷載 ; 變形 > dxz顯示類型>變形前 (開), 圖例 (開) ¿模型 1 模型 2模型 3

15、圖 1.16 溫度荷載產(chǎn)生的變形圖 查看內(nèi)力查看均布荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的彎矩。 結(jié)果 / 內(nèi)力 / 梁單元內(nèi)力圖荷載工況/荷載組合> st:均布荷載 ; 內(nèi)力 > my選擇顯示 > 5 點(diǎn) ; 不涂色 ; 系數(shù) ( 2.0 )顯示類型> 等值線 (開), 數(shù)值 (開), 圖例 (開)數(shù)值 小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù)( 1 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 適用于選擇確認(rèn)時(shí)(開) ¿多跨靜定梁(模型 2)與連續(xù)梁(模型 1)相比，可以看出跨中彎矩減小，但支點(diǎn)彎矩增大的情況。還可以看出，設(shè)有一個(gè)鉸的多跨靜定梁（模型3）的鉸支點(diǎn)彎矩與（模型2）類似，無鉸部分的彎矩與（模型1）類似。圖 1.

16、17 節(jié)點(diǎn)荷載產(chǎn)生的彎矩查看溫度荷載產(chǎn)生的彎矩。溫度荷載產(chǎn)生的變形圖(圖1.16)中，可以看出模型2兩邊的懸臂梁與中間的簡支梁的變形是相互獨(dú)立的。溫度荷載不會約束梁的變形，所以也不會產(chǎn)生內(nèi)力。結(jié)果 / 內(nèi)力 / 梁單元內(nèi)力圖荷載工況/荷載組合> st:溫度荷載 ; 內(nèi)力 > my顯示選項(xiàng) > 精確解 ; 不涂色 ; 放大 ( 2.0 )顯示類型 >等值線 (開), 數(shù)值 (開) 數(shù)值 小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù)( 1 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 適用于選擇確認(rèn)時(shí)(開) ¿圖 1.18 溫度荷載產(chǎn)生的彎矩圖習(xí)題1. 請查看如下圖相同跨徑(span)的簡支梁，多跨靜定梁，連續(xù)梁

17、及支點(diǎn)部分加強(qiáng)的梁的正彎矩依次減小，而負(fù)彎矩依次增大。 8 m2. 桁架分析概述通過下面的例題，比較內(nèi)部1次超靜定桁架和內(nèi)、外部1次超靜定桁架兩種結(jié)構(gòu)在制作誤差產(chǎn)生的荷載和集中力作用時(shí)結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。內(nèi)部1次超靜內(nèi)、外部1次超靜定制作誤差5mm制作誤差5mm圖 2.1 分析模型Ø 材料鋼材類型 : grade3Ø 截面數(shù)據(jù) : 箱形截面 300×300×12 mmØ 荷載1. 節(jié)點(diǎn)集中荷載 : 50 tonf2. 制作誤差 : 5 mm à 預(yù)張力荷載(141.75 tonf)p = kd = ea/l x d = 2.1 x 107 x

18、 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 tonf設(shè)定基本環(huán)境打開新文件以 桁架分析.mgb為名存檔。設(shè)定長度單位為 m, 力單位為 tonf。文件/ 新文件文件/ 保存 ( 桁架分析 )工具 / 單位體系長度 > m ; 力> tonf ¿圖 2.2 設(shè)定單位體系設(shè)定結(jié)構(gòu)類型為 x-z 平面。模型/ 結(jié)構(gòu)類型 結(jié)構(gòu)類型 > x-z 平面 ¿定義材料以及截面構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)的材料選擇grade3（中國標(biāo)準(zhǔn)），截面以用戶定義的方式輸入。模型 / 特性/ 材料設(shè)計(jì)類型 > 鋼材規(guī)范 > gb(s) ; 數(shù)據(jù)庫 > grade3

19、¿模型 / 特性 / 截面數(shù)據(jù)庫/用戶 截面號 ( 1 ) ; 形狀 > 箱形截面 ; 名稱 (300x300x12 ) ; 用戶（如圖2.4輸入數(shù)據(jù)）¿圖2.3 定義材料 圖 2.4 定義截面建立節(jié)點(diǎn)和單元首先建立形成下弦構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)。正面 捕捉點(diǎn) (關(guān)) 捕捉軸線 (關(guān)) 捕捉節(jié)點(diǎn) (開) 捕捉單元(開) 自動對齊 (開)模型 / 節(jié)點(diǎn)/ 建立節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系 (x , y, z ) ( 0, 0, 0 ) ¿圖 2.5 建立節(jié)點(diǎn)用擴(kuò)展單元功能建立桁架下弦。 ² 參考在線用戶手冊的“單元類型”的 “框架單元” 部分單元類型為桁架單元。²模型

20、/ 單元 / 擴(kuò)展單元 全選擴(kuò)展類型 > 節(jié)點(diǎn) à 線單元單元屬性 > 單元類型 > 桁架單元材料>1: grade3 ; 截面>1: 300x300x12 ; beta 角 ( 0 )一般類型 > 復(fù)制和移動 ; 復(fù)制和移動 > 等距離dx, dy, dz ( 6, 0, 0 ) ; 復(fù)制次數(shù)( 3 ) ¿zx圖 2.6 建立下弦復(fù)制下弦建立桁架上弦。 模型 / 單元 / 復(fù)制和移動單元 單元號 (開) 單選 ( 單元: 2 )形式 > 復(fù)制; 移動和復(fù)制> 等距離dx, dy, dz ( 0, 0, 8 ) ; 復(fù)制

21、次數(shù) ( 1 ) ¿圖 2.7 建立上弦輸入傾斜桿和豎向桿件。模型 / 單元 / 建立單元 單元號 (關(guān)), 節(jié)點(diǎn)號 (開)單元類型 >桁架單元材料>1: grade3 ; 截面>1: 300x300x12交叉分割 > 單元 (關(guān))節(jié)點(diǎn)連接 (1, 5) (5, 2) (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)8圖 2.8 輸入斜桿以及豎向桿件輸入邊界條件² 關(guān)于支座條件的詳細(xì)事項(xiàng)參照在線幫助手冊的 “自由度約束條件”部分 3維空間里節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度(dx, dy, dz, rx, ry, rz)。但結(jié)構(gòu)類型為 x-z平面，所以只剩3個(gè)自

22、由度 (dx, dz, ry)。 鉸支座約束自由度dx, dz, 滾動支座約束自由度dz。²模型 / 邊界條件 / 一般支承 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 1 ) 選擇 > 添加; 支承條件類型 > dx, dz (開) ¿ 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 4 ) ; 支承條件類型 > dz (開) ¿圖 2.9 輸入支撐條件輸入荷載定義荷載工況荷載 / 靜力荷載工況名稱 ( 節(jié)點(diǎn)荷載 ) ; 類型 > 用戶定義的荷載（user）名稱 ( 制作誤差 ) ; 類型 > 用戶定義的荷載（user） ¿圖 2.10 輸入荷載工況輸入節(jié)點(diǎn)荷載在節(jié)點(diǎn)2輸入

23、集中荷載50 tonf。 荷載 / 節(jié)點(diǎn)荷載s 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 2 )荷載工況名稱> 節(jié)點(diǎn)荷載 ; 選擇 > 添加節(jié)點(diǎn)荷載 > fz ( -50 ) ¿圖 2.11 輸入節(jié)點(diǎn)荷載輸入制作誤差長度小了 5 mm 的構(gòu)件在實(shí)際施工時(shí)會產(chǎn)生拉力。為了把這個(gè)反映在模型當(dāng)中,把制作誤差換算為初拉力荷載輸入到對應(yīng)的桿件中。p = kd = ea/l x d = (2.1 x 107 x 0.0135 / 10) x 0.005 = 141.75 tonf荷載 /預(yù)應(yīng)力荷載/初拉力荷載 單選 ( 單元: 8 )荷載工況名稱> 制作誤差選擇 > 添加; 初拉力荷載

24、( 141.75 ) ¿ 8圖 2.12 輸入初拉力荷載復(fù)制單元復(fù)制模型 1來建立模型 2. 為了同時(shí)復(fù)制輸入在模型 1的節(jié)點(diǎn)荷載、初拉力荷載和邊界條件，利用復(fù)制節(jié)點(diǎn)屬性和復(fù)制單元屬性功能來完成。 模型 / 單元 / 復(fù)制和移動單元 全選 形式 > 復(fù)制; 復(fù)制和移動 > 等距離dx, dy, dz ( 0, 0, -14 ) ; 復(fù)制次數(shù) ( 1 )復(fù)制節(jié)點(diǎn)屬性 (開), 復(fù)制單元屬性 (開) ¿模型1模型2圖 2.13 復(fù)制單元更改邊界條件為了把模型 2改為外部1次超靜定的結(jié)構(gòu)，定義為滑動鉸支座的節(jié)點(diǎn)的支撐條件修改為限制x方向移動的鉸接條件。 顯示邊界條件

25、>一般支承 (開) ¿模型 /邊界條件/ 一般支承 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 10 )選擇 > 添加 支承條件類型> dx (開) ¿圖 2.14 變更支座條件運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析. 分析/ 運(yùn)行分析查看分析結(jié)果反力比較外部靜定結(jié)構(gòu)（模型1）和外部超靜定（模型2）的外部節(jié)點(diǎn)荷載引起的反力?？梢钥闯瞿Ｐ?1發(fā)生水平 (x)方向反力。 節(jié)點(diǎn)號 (關(guān)) 顯示邊界條件 > 一般支承 (關(guān)) ¿結(jié)果 / 反力 / 反力荷載工況/荷載組合> st:節(jié)點(diǎn)荷載 ; 反力 > fxyz顯示類型> 數(shù)值 (開), 圖例 (開) ¿數(shù)值

26、 小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù) ( 3 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 適用于選擇確認(rèn)(開¿模型1模型2圖 2.15 對節(jié)點(diǎn)荷載的反力內(nèi)部初拉力荷載在外部靜定的模型 1的情況不產(chǎn)生反力，但模型 2的情況的x方向的位移自由度被約束而會產(chǎn)生水平方向的反力(fx)。 結(jié)果 / 反力 / 反力/彎矩荷載工況/荷載組合> st:制作誤差 ; 反力 > fxyz顯示類型 > 數(shù)值 (開), 圖例 (開) ¿模型1模型2圖 2.16 初拉力荷載下的反力查看變形圖查看節(jié)點(diǎn)荷載的引起的變形圖。 dxz=. 結(jié)果 /位移/ 位移形狀 消隱 (開)荷載工況/荷載組合> st:節(jié)點(diǎn)荷載 ; 成

27、分> dxz顯示類型 > 變形前 (開), 數(shù)值 (開), 圖例 (開) 數(shù)值 小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù) ( 1 ) ; 指數(shù)型(開) ; 適用于選擇確認(rèn)時(shí)(開) ¿模型1模型2 圖 2.17 節(jié)點(diǎn)荷載引起的變形圖查看內(nèi)力首先查看節(jié)點(diǎn)荷載產(chǎn)生的軸力（axial force）。查看相同荷載作用下的模型1和模型2的內(nèi)力之差。結(jié)果 / 內(nèi)力 / 桁架單元內(nèi)力荷載工況/荷載組合> st:節(jié)點(diǎn)荷載 ; 選擇內(nèi)力 > 受拉顯示類型 > 變形 (開), 數(shù)值 (開), 圖例 (開)數(shù)值 小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù) ( 1 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 顯示角度 (關(guān)) 適用于選擇確認(rèn)時(shí) (關(guān))

28、 ¿數(shù)值的輸出位置> 最大值 ¿² 選擇內(nèi)力選擇 “受拉”則只輸出受拉構(gòu)件的軸力, 選擇“受壓”則只輸出受壓構(gòu)件軸力，選擇“全部”則輸出全部構(gòu)件的軸力。圖 2.18 節(jié)點(diǎn)荷載產(chǎn)生的軸力在初拉力荷載下模型1的支座處不產(chǎn)生反力, 所以連接在支座處的構(gòu)件不產(chǎn)生軸力。結(jié)果 / 內(nèi)力/ 桁架單元內(nèi)力荷載工況/荷載組合> st:制作誤差選擇內(nèi)力> 全部顯示類型 > 變形 (開), 數(shù)值 (開), 圖例 (開)數(shù)值的輸出位置 > 最大值 ¿模型1 模型2 圖 2.19 初拉力荷載下的軸力習(xí)題1. 比較下面結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的壓力以及拉力情況。（材

29、料和截面與例題相同） 2. 求下面結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)荷載和制作誤差作用下的各個(gè)構(gòu)件的軸力。（材料和截面與例題相同）制作誤差3. 拱結(jié)構(gòu)分析概述分析拱高度(h)和長度(l)之比(h:l)分別為1:4、1:5和1:7的拱結(jié)構(gòu)，比較其產(chǎn)生的位移和內(nèi)力。拱肋吊桿主梁圖 3.1 分析模型Ø 材料鋼材類型 : 1: grade3Ø 截面拱肋 : 箱形 1000 × 1000 × 20 mm主梁 : 箱形 1000 × 1000 × 20 mm吊桿 : 工字形截面500 × 200 × 10 /16 mmØ 荷載均布荷載 :

30、10.0 tonf/m設(shè)定基本環(huán)境打開新文件，以拱.mgb為名存檔。設(shè)定長度單位為m, 力的單位為tonf。文件 / 新文件文件 / 保存 (拱)工具 / 單位體系長度 > m ; 力 > tonf ¿圖 3.2 設(shè)定單位體系設(shè)定結(jié)構(gòu)類型為x-z平面。模型/ 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型 > x-z 平面 ¿定義材料和截面定義材料為grade3，定義各個(gè)構(gòu)件的截面。吊桿選擇數(shù)據(jù)庫中的工字形截面。模型 / 特性 / 材料類型>鋼材規(guī)范>gb(s) ; 數(shù)據(jù)庫>grade3 ¿模型 / 特性 / 截面截面數(shù)據(jù)截面號 ( 1 ) ; 名稱 ( 肋

31、和梁 ) 截面形狀>箱形截面 ; 用戶 h ( 1 ) ; b ( 1 ) ; tw ( 0.02 ) ; tf1 ( 0.02 ) ¿²在截面名稱欄里可以直接輸入截面名稱或者選擇數(shù)據(jù)庫欄里的所需截面。截面號( 2 ) ; 截面形狀 >工字形截面 ; 數(shù)據(jù)庫>gb-yb名稱 > hn 500×200×10/16 ² ¿²選擇截面后會自動輸入截面的主要數(shù)據(jù)和剛度數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊鍵可以查看剛度數(shù)據(jù)。圖 3.3 定義材料 圖 3.4 定義截面建立節(jié)點(diǎn)和單元用拱建模助手功能建立高度和長度的比為1:4的模型 1的拱肋

32、。梁單元 (beam element)是直線單元, 所以把拱曲線分為若干個(gè)直線 (segment)單元。 正面, 捕捉點(diǎn) (關(guān)), 捕捉軸線 (關(guān)) 捕捉節(jié)點(diǎn) (開), 捕捉單元 (開), 自動調(diào)節(jié) (開) 模型 / 結(jié)構(gòu)建模助手 / 拱 輸入/編輯 類型 > 拋物線形 1 ; 分割數(shù)量 ( 10 ) 跨度( 50 ) ; 高度( 12.5 ) ; 邊界條件>無 材料>1: grade3 ; 截面>1: 拱肋和主梁 插入 插入點(diǎn) ( 0, 0, 0 ) 旋轉(zhuǎn)> alpha ( 0 ) ; beta ( 0 ) ; gamma ( 0 ) ¿ 圖 3.5

33、拱建模助手對話框模型 1 圖 3.6 生成拱肋用擴(kuò)展單元功能來建立模型 1的吊桿。 ² 消隱是顯示線單元的截面形象的功能。模型 / 單元 / 擴(kuò)展單元 節(jié)點(diǎn)號(開), 消隱(開),² 觀察縮小單元后的形狀(開), 標(biāo)準(zhǔn)視圖, 窗口選擇 ( 節(jié)點(diǎn) : 2 10 )擴(kuò)展類型>節(jié)點(diǎn)à線單元單元屬性>單元類型>梁單元 材料>1: grade3 ; 截面>2: hn 500×200×10/16 beta 角 ( 90 )生成類型>投影 ; 投影形式>將節(jié)點(diǎn)投影在直線上 定義基準(zhǔn)線p1 ( 0, 0, 0 ), p

34、2 ( 50, 0, 0 )8 或 p1 ( 節(jié)點(diǎn)1 ), p2 ( 節(jié)點(diǎn) 11 )8 方向>法向 ¿b angle = 0°b angle = 90°²在beta 角輸入90, 指吊桿的腹板面和橋軸成直角。對beta角的詳細(xì)說明參照在線幫助“建立單元”部分 圖 3.7 建立吊架節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)11之間輸入主梁。模型 / 單元 / 建立單元s 消隱 (關(guān)), 觀察縮小單元后的形狀(關(guān)), 正面單元類型>一般梁 / 變截面梁 材料>1: grade3 ; 截面>1: 肋和梁 ; beta 角 ( 0 ) 交叉分割>節(jié)點(diǎn) (開) ;

35、 單元 (開) 節(jié)點(diǎn)連接 ( 1, 11 )8 圖 3.8 輸入主梁輸入邊界條件約束模型 1左端(節(jié)點(diǎn) 1)的dx、dz方向自由度來輸入鉸支條件，約束右端(節(jié)點(diǎn) 11)的 dz方向的自由度來輸入滾動支座條件。模型 / 邊界條件 / 一般支承 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 1 ) 選擇>添加 ; 支承條件類型>dx, dz, (開) ¿ 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 11 ) 方向>添加 ; 支承條件類型>dz (開) ¿ 圖 3.9 輸入邊界條件吊桿的兩端輸入鉸接條件。模型 / 邊界條件 / 釋放梁端約束 節(jié)點(diǎn)號 (關(guān)), 單元號(開) 交叉線選擇 ( 單元 : 11

36、19 ) 方向>添加/替換 選擇釋放和約束比率> 交叉線選擇圖 3.10 吊架端部輸入鉸接條件輸入荷載定義荷載工況為輸入荷載定義荷載工況。荷載 / 靜力荷載工況 名稱 ( 均布荷載 ) ; 類型>用戶定義的荷載（user） ¿圖 3.11 輸入荷載工況輸入均布荷載給拱的主梁輸入均布荷載1tonf/m。 荷載 / 梁單元荷載(單元) 單元號 (關(guān)) 窗口選擇 ( 單元 : 圖 3.12的 )荷載工況名稱>均布荷載 ; 選擇>添加 荷載 類型>均布荷載 ; 方向>整體坐標(biāo)系 z ; 投影>否 數(shù)值>相對值 x1 ( 0 ), x2 (

37、 1 ), w ( -1) ¿ 圖 3.12 輸入均布荷載建立模型 2和模型 3復(fù)制模型1來建立模型2和模型3。同時(shí)復(fù)制輸入在模型 1的均布荷載和邊界條件。 模型 / 單元 / 復(fù)制和移動 全選形式>復(fù)制 ; 移動和復(fù)制>等距離dx, dy, dz ( 0, 0, -15 ) ; 復(fù)制次數(shù) ( 2 )復(fù)制節(jié)點(diǎn)屬性 (開) ; 復(fù)制單元屬性 (開) ¿模型 1模型2模型3圖 3.13 復(fù)制單元用調(diào)整節(jié)點(diǎn)距離功能修改復(fù)制的拱(模型 2, 模型 3)的高度。模型 / 節(jié)點(diǎn) / 調(diào)整節(jié)點(diǎn)距離 節(jié)點(diǎn)號 (開) 窗口選擇 ( 節(jié)點(diǎn) : 22 30 )間距縮放系數(shù)>sf

38、x ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/5 )間距縮放參考點(diǎn)>用戶設(shè)定 ( 25, 0, -15 )8 ; 選擇類型>用戶選擇 ¿ 窗口選擇 (節(jié)點(diǎn): 42 50 )間距縮放系數(shù)>sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/7 )間距縮放參考點(diǎn)>user ( 25, 0, -30 )8 ; 選擇類型>用戶選擇 ¿ (25,0,-15)model 1model 2model 3(25,0,-30) 圖 3.14 修改拱的形狀運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析對輸入的結(jié)構(gòu)運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析. 分析 / 運(yùn)行分析查看分析結(jié)

39、果查看變形圖首先查看變形圖。dxz=。結(jié)果 / 位移 / 位移形狀 節(jié)點(diǎn)號 (關(guān)) 荷載工況/荷載組合>st: 均布荷載 ; 成分>dxz 顯示類型>變形前(開) ¿ 可以看出拱的高度越低，撓度就越大。這說明對相同構(gòu)件的拱結(jié)構(gòu)來說，它的拱高度越小剛度也越小。模型1模型2模型3 圖 3.15 均布荷載產(chǎn)生的變形圖查看軸力查看均布荷載產(chǎn)生的軸力。拱的高度越低，在主梁和拱肋發(fā)生的軸力越大。結(jié)果 / 內(nèi)力 / 梁單元內(nèi)力圖 荷載工況/荷載組合> st: 均布荷載 ; 內(nèi)力 > fx 顯示選擇> 5 點(diǎn) ; 線涂色顯示類型 > 等值線 (開) 

40、1;模型1模型2模型3 圖 3.16 均布荷載產(chǎn)生的軸力圖查看彎矩查看均布荷載產(chǎn)生的彎矩。拱的高度越低對主梁和拱肋作用的彎矩的絕對值越大，拱肋和主梁交接處的彎矩減少。結(jié)果 / 內(nèi)力 / 梁單元內(nèi)力圖 荷載工況/荷載組合>st: 均布荷載 ; 內(nèi)力>my 顯示選擇> 5 點(diǎn) ; 線涂色顯示類型 > 等值線 (開) ¿model 1model 2model 3 圖 3.17 均布荷載產(chǎn)生的彎矩圖習(xí)題1. 分析下面結(jié)構(gòu)的拱肋和主梁截面的剛度差帶來的影響。截面：單元：m4. 框架分析概述查看下面框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和沉降現(xiàn)象。Ø 材料彈性模量 : 1.0 kip/

41、ft2Ø 截面截面面積(area): 1.0 ft2截面慣性矩(iyy): 1.0 ft4Ø 荷載1 . 給模型的橫梁施加1.5 kips/ft 的均布荷載2 .節(jié)點(diǎn)2和12施加 (+) x方向的集中荷載 25kips 圖 4.1 分析模型本例題是全構(gòu)件剛體連接的模型1和單元的中間設(shè)置鉸接的模型2兩個(gè)模型。查看有無鉸接條件兩個(gè)框架的內(nèi)力和變形形狀的差異。模型 1模型2圖 4.2 分析模型設(shè)定基本環(huán)境打開新文件, 以框架.mgb為名存檔。文件/ 新文件文件/ 保存 ( 框架 )設(shè)定單位體系和結(jié)構(gòu)類型。 工具 /單位體系 長度> ft ; 力> kips ¿

42、; 圖 4.3 設(shè)定單位體系在分析2維平面的結(jié)構(gòu)的時(shí)候，就要約束平面以外的所有自由度。比如x-z 平面結(jié)構(gòu),就要約束所有節(jié)點(diǎn)的dy, rx, rz 自由度。這種節(jié)點(diǎn)約束條件，我們可以把分析范圍局限在2維平面上,自動約束平面以外的約束條件。為了便于x-z平面結(jié)構(gòu)的建模，把x-z平面定義為用戶坐標(biāo)系 (ucs) x-y 平面。²²參照在線幫助的 “用戶坐標(biāo)系和柵格”部分模型 / 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型>x-z 平面 ¿模型 / 定義用戶坐標(biāo)系 / x-z 平面 坐標(biāo)>原點(diǎn) ( 0, 0, 0 ) 旋轉(zhuǎn)角度>角度 ( 0 ) ¿ 捕捉軸線 ( 關(guān)

43、), 正面 (開 )圖 4.4 設(shè)定用戶坐標(biāo)系在用戶坐標(biāo)系 (ucs) x-y 平面布置 1ft 間隔的點(diǎn)柵格(point grid)。模型 / 定義軸網(wǎng)/ 定義點(diǎn)格柵格間距>dx, dy ( 1, 1 ) ¿圖 4.5 設(shè)定點(diǎn)柵格定義材料和截面輸入材料和截面。為了便于分析用 用戶定義類型和 數(shù)據(jù)類型。模型 / 特性 / 材料一般>名稱 ( 材料 ) ; 類型>用戶定義 用戶定義>規(guī)范>無分析數(shù)據(jù)>彈性模量 ( 1 ) ¿模型 /特性/ 截面數(shù)值截面號 ( 1 ) ; 名稱( 截面 ) ; 截面形狀>實(shí)腹長方形截面截面特性值>

44、 面積 ( 1 ) ; iyy ( 1 ) ¿ 圖 4.6 定義材料 圖 4.7 定義截面建立節(jié)點(diǎn)和單元用捕捉點(diǎn)柵格建立節(jié)點(diǎn)和梁單元 (beam element)。用鼠標(biāo)編輯功能依次點(diǎn)擊ucs坐標(biāo)系的坐標(biāo) (0, 0, 0) 和 (0, 30, 0) 建立單元1。參照點(diǎn)的坐標(biāo)值可以在畫面下端的狀態(tài)欄上查看(圖 4.8 )。 節(jié)點(diǎn)號, 單元號模型 / 單元 / 建立單元 單元類型>一般梁/變截面梁材料>1 : 材料 ; 截面>1 : 截面²打開捕捉點(diǎn)功能的話，可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊畫面上的任意點(diǎn)柵格(grid point)來建立節(jié)點(diǎn).交叉分割>節(jié)點(diǎn) ( 開 )

45、;單元 ( 開 ) ; 節(jié)點(diǎn)連接 ( 1, 2 )8²²u (0, 30, 0)u(0, 0, 0) u (0, 30, 0)²點(diǎn)擊 顯示選項(xiàng)，可以調(diào)節(jié)label的大小和字體u(0, 0, 0)圖 4.8 建立單元1用鼠標(biāo)編輯功能依次指定用戶坐標(biāo)系的坐標(biāo) (30, 0, 0), (30, 30, 0)和 (0, 30, 0), (30, 30, 0) 建立單元2和單元3 (圖 4.9)。被捕捉的用戶坐標(biāo)系(ucs)、整體坐標(biāo)系(gcs)的坐標(biāo)值顯示在畫面下端的狀態(tài)條里。 圖 4.9 建立單元 2,3為了在已建立的單元中央輸入鉸支點(diǎn), 用分割單元功能把單元1、2、3

46、等分。只在模型 2中輸入鉸接條件。模型 /單元 / 分割單元 點(diǎn)格 ( 關(guān) ), 捕捉點(diǎn) ( 關(guān) ), 全選 分割>單元類型>線單元 ; 等距離x方向分割數(shù)量>2 ¿ 圖 4.10 分割單元輸入邊界條件完成了結(jié)構(gòu)建模, 給兩個(gè)柱的下端部輸入固定支承條件。²參照用戶手冊的 “自由度約束條件”對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)以剛體條件約束自由度來反應(yīng)固定支撐。²模型 / 邊界條件 / 一般支承 自動對齊 單選 ( 節(jié)點(diǎn) : 1, 3 )選擇>添加 ; 支承條件類型> dx, dz, ry (開) ¿²支撐條件標(biāo)志的右上的三角形指節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系（節(jié)點(diǎn)局部