结构力学求解器求解示例

结构力学（二）上机试验 结构力学求解器的使用

上机报告

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实验三、计算结构的影响线

1．实验任务

（1）作以下图示梁中截面D的内力MD、FQD的影响线。

F=1D|3

观览器：MD的影响线

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观览器：FQD的影响线

编辑器： 结点,1,0,0

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结点,2,3,0 结点,3,6,0 结点,4,12,0 结点,6,6,1 结点,5,17,1

单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 影响线参数,-2,1,1,3 影响线参数,-2,1,1,2 End

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作以下图示梁中截面D的内力MD、FQD的影响线。

观览器： MD的影响线

FQD的影响线

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编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,2,0 结点,3,4,0 结点,4,6,0 结点,5,8,0 结点,6,0,1 结点,7,8,1 结点,8,2,1 结点,9,4,1 结点,10,6,1

单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,1,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,5,1,1,0,1,1,0

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单元,8,2,1,1,0,1,1,0 单元,9,3,1,1,0,1,1,0 单元,10,4,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,5,1,0,0 结点支承,7,1,90,0 影响线参数,-2,2,1/2,2 影响线参数,-2,2,1/2,3 End

（2）自选题：在教材或其它参考书中自选一个绘制结构影响线的例题或习题，上机进行求解。 观览器：FQD的影响线

MD的影响线：

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编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,0,2 结点,3,3,2 结点,4,4.5,2 结点,5,6,2

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 影响线参数,-2,2,2/3,3 影响线参数,-2,2,2/3,2 End

心得体会：此次影响线的求解过程让我再次看到了利用求解器解决

复杂杆件影响线作图的便捷之处，而且操作简单明了。结果准确漂亮，但值得注意的地方就是影响线参数的输入必须要准确合理，这样才能得到确切的实验结果！

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实验四、力法的辅助计算

1．实验任务

（1）求解图中的二次超静定刚架。取结点3水平反力为基本未知力，各杆长相等l4m，刚度参数如下

杆件（1）；EA5.2106kN,EI1.25105kNm2 杆件（2）；EA4.5106kN,EI1.2105kNm2

编辑器：

结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,4,4

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,3,1,0,0 单元荷载,2,3,24,0,1,90 结点荷载,2,1,20,0

单元材料性质,1,1,5200000,125000,0,-1,-1 单元材料性质,2,2,4500000,120000,0,-1,-1

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结点荷载,3,1,1,180

观览器：

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P=0.00229m, 11=-0.00008

由XP11求得基本未知力X=28.625。

编辑器：

结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,4,4

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,3,1,0,0 结点荷载,3,1,28.625,180 单元荷载,2,3,24,0,1,90 结点荷载,2,1,20,0

单元材料性质,1,1,5200000,125000,0,-1,-1 单元材料性质,2,2,4500000,120000,0,-1,-1

观览器：

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M图：

剪力图：

（2）教材P272、273 习题6-22 (a)。

编辑器：

结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,6

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结点,4,12,4 结点,5,12,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 结点支承,5,1,0,0 结点支承,1,2,-90,0,0 单元荷载,2,3,10,0,1,90,1 单元材料性质,1,1,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,2,2,-1,0.2,0,-1,-1 单元材料性质,3,3,-1,0.2,0,-1,-1 单元材料性质,4,4,-1,1,0,-1,-1

观览器：

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P= 19921.8336，11=-14.84913

由XP11求得基本未知力X=12.11。

编辑器：

结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,6 结点,4,12,4 结点,5,12,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 结点支承,5,1,0,0

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结点支承,1,2,-90,0,0

单元材料性质,1,1,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,2,2,-1,0.2,0,-1,-1 单元材料性质,3,3,-1,0.2,0,-1,-1 单元材料性质,4,4,-1,1,0,-1,-1 结点荷载,5,1,12.11,180 单元荷载,2,3,10,0,1,90,1

观览器：

剪力图：

弯矩图：

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当s=1时， 剪力图：

弯矩图：

当s=5时， 剪力图：

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弯矩图：

（3）自选题：在教材中或其它参考书中自选一个力法计算的例题或习题，上机进行求解。

编辑器：

结点,1,0,0 结点,2,0,6 结点,3,0,12 结点,4,9,12 结点,5,9,6 结点,6,9,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1

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单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,2,5,1,1,1,1,1,1 结点支承,6,1,0,0 结点支承,1,2,-90,0,0

单元材料性质,1,1,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,2,2,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,4,4,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,5,5,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,3,3,-1,2,0,-1,-1 单元材料性质,6,6,-1,2,0,-1,-1 结点荷载,3,1,10,0

结点荷载,6,1,1,180

观览器：

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P= 1076.03658， 11= -215.208220 由XP11求得基本未知力X=5。

编辑器：

结点,1,0,0 结点,2,0,6 结点,3,0,12 结点,4,9,12

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结点,5,9,6 结点,6,9,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,2,5,1,1,1,1,1,1 结点支承,6,1,0,0 结点支承,1,2,-90,0,0

单元材料性质,1,1,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,2,2,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,4,4,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,5,5,-1,1,0,-1,-1 单元材料性质,3,3,-1,2,0,-1,-1 单元材料性质,6,6,-1,2,0,-1,-1 结点荷载,6,1,5,180 结点荷载,3,1,10,0

观览器：

剪力图：

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弯矩图：

心得体会：这次实验让我看到了力法求解的正确性与合理性以及在

手算解题中的重要地位，此方法对于静定和超静定结构均适用。通过这次实验操作让我更加的熟悉了力法方程的使用以及在求解中的形式，值得注意的地方就是在刚架的材料性质的输入时要注意抗拉刚度EA一般是无穷大！

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实验五、超静定结构的内力与变形计算

1．实验任务

（1）图示超静定刚架，两杆长相等l4m，刚度参数为：AC杆

EA5.2106kN,EI1.25105kNm2；BC杆

EA4.5106kN,EI1.2105kNm2。现A支座竖直向下沉降0.01m，水

平向右移动0.01m，试求其变形图和弯矩图。

CBA

编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,4,4

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,0

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结点支承,3,2,0,0,0

结点支承,1,6,0,0.01,-0.01,0

单元材料性质,1,1,5200000,125000,0,0,-1 单元材料性质,2,2,4500000,120000,0,0,-1 观览器：

弯矩图：

变形图：

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（2）图示框架底层左边第一间起火，温度上升了t100℃。用求解器计算温度改变引起的最大弯矩值。各杆截面高

h0.6m, EA5106kN, EI2104kNm2。

编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,0,5 结点,3,0,10 结点,4,0,15 结点,5,5,15

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结点,6,10,15 结点,7,15,15 结点,8,15,10 结点,9,15,5 结点,10,15,0 结点,11,10,10 结点,12,10,5 结点,13,10,0 结点,14,5,10 结点,15,5,5 结点,16,5,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,6,7,1,1,1,1,1,1 单元,7,8,1,1,1,1,1,1 单元,8,9,1,1,1,1,1,1 单元,9,10,1,1,1,1,1,1 单元,3,14,1,1,1,1,1,1 单元,14,11,1,1,1,1,1,1

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单元,11,8,1,1,1,1,1,1 单元,2,15,1,1,1,1,1,1 单元,15,12,1,1,1,1,1,1 单元,12,9,1,1,1,1,1,1 单元,5,14,1,1,1,1,1,1 单元,14,15,1,1,1,1,1,1 单元,15,16,1,1,1,1,1,1 单元,6,11,1,1,1,1,1,1 单元,11,12,1,1,1,1,1,1 单元,12,13,1,1,1,1,1,1 结点支承,16,6,0,0,0,0 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,10,6,0,0,0,0 结点支承,13,6,0,0,0,0

单元温度改变,1,1,0,100,0.00001,0.6 单元温度改变,13,13,0,100,0.00001,0.6 单元温度改变,18,18,0,100,0.00001,0.6 单元材料性质,1,21,5000000,20000,0,0,-1 观览器：

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弯矩图：

杆端 1 杆端 2 ---------------------------------------- ------------------------------------------

单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 -----------------------------------------------------------------------------------------------

1 4.26305588 -3.05083676 -25.7724962 4.26305588 -3.05083676 -41.0266800 2 3.15171316 3.37911130 -9.65126339 3.15171316 3.37911130 7.24429310 3 1.07039005 0.04253666 1.28174373 1.07039005 0.04253666 1.49442702 4 0.04253666 -1.07039005 1.49442702 0.04253666 -1.07039005 -3.85752321 5 -0.42801904 2.27369605 -5.58661676 -0.42801904 2.27369605 5.78186347 6 -1.00294570 -1.31228518 4.069969 -1.00294570 -1.31228518 -2.49177619

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7 -1.31228518 1.00294570 -2.49177619 -1.31228518 1.00294570 2.52295232 8 -2.28539281 -0.288366 0.61981095 -2.28539281 -0.288366 -0.82203383 9 -3.57040457 1.49024145 -3.46343767 -3.57040457 1.49024145 3.98776957 10 3.336574 -2.08132311 5.962937 3.336574 -2.08132311 -4.44406618 11 2.33155512 3.28012349 -8.38049257 2.33155512 3.28012349 8.02012487 12 1.29131466 -0.97310763 2.96239679 1.29131466 -0.97310763 -1.90314138 13 -6.42994805 -1.11134273 -31.37166 -6.42994805 -1.11134273 -36.9321302 14 -4.20208324 2.632236 -6.66990248 -4.20208324 2.632236 6.77670933 15 -1.77861040 -1.28501176 3.783696 -1.77861040 -1.28501176 -2.140384 16 -3.34408609 -0.47055570 1.72909355 -3.34408609 -0.47055570 -0.62368492 17 -8.70553269 -1.47557521 3.31274146 -8.70553269 -1.47557521 -4.06513460 18 -12.5061977 0.752260 -34.3273623 -12.5061977 0.752260 -30.5659144 19 3.58598122 -0.57492667 1.71221378 3.58598122 -0.57492667 -1.16241955 20 7.83921234 -1.61516713 3.530853 7.83921234 -1.61516713 -4.18052713 21 11.813 0.80830571 -1.18747276 11.813 0.80830571 2.805578 -----------------------------------------------------------------------------------------------

最大弯矩值：-41.0266800

（3）自选题：在教材或其它参考书中自选一个超静定结构计算的例题或习题，上机进行求解。7-20（a）

编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,0,8 结点,3,6,8 结点,4,12,8 结点,5,18,8 结点,6,24,8 结点,7,24,0 结点,8,18,0 结点,9,12,0 结点,10,6,0

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单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,6,7,1,1,1,1,1,1 单元,3,10,1,1,1,1,1,1 单元,4,9,1,1,1,1,1,1 单元,5,8,1,1,1,1,1,1 结点支承,10,6,0,0,0,0 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,9,6,0,0,0,0 结点支承,8,6,0,0,0,0 结点支承,7,6,0,0,0,0

单元材料性质,1,9,4500000,120000,0,0,-1 单元温度改变,1,6,-10,-40,0.00001,0.6 单元温度改变,7,9,10,0,0.00001,0.6 观览器：

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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 6.52376586 4.48018459 -96.38828 6.52376586 4.48018459 -60.71660 2 4.48018459 -6.52376586 -60.71660 4.48018459 -6.52376586 -99.67612 3 7.22303408 1.78359501 -87.27511 7.22303408 1.78359501 -76.573 4 7.22303408 -1.78359501 -76.573 7.22303408 -1.78359501 -87.27511 5 4.48018459 6.52376586 -99.67612 4.48018459 6.52376586 -60.71660 6 6.52376586 -4.48018459 -60.71660 6.52376586 -4.48018459 -96.38828

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7 -8.30736086 2.74284949 -12.41457 -8.30736086 2.74284949 9.52815013 8 3.56719001 -0.00000000 0.00000000 3.56719001 -0.00000000 -0.00000000 9 -8.30736086 -2.74284949 12.41457 -8.30736086 -2.74284949 -9.52815013 --------------------------------------------------------------------------------------------

心得体会：这次实验相对来说比较复杂一些，在材料性质的输入上

以及温度变量的输入就显得繁杂一些。值得注意的就是在温度变量的输入时，中性层的温度选择以及上下表面温差的确定。关于上下表面温差是根据编号的顺序确定x轴的方向，让后根据相对的y轴来确定上下。其他的均为正常的实验基本操作，但仍要细心，避免小的失误！

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