sap2000算例-壳

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1、COMPUTERS&STRUCTURESINC.RSoftwareVerificationPROGRAMNAME:SAP2000REVISIONNO.:0范例2-001壳－指定位移的壳－单元块测试问题描述此例中，一个有不规则形状单元的长方形板，将承受给定的在边的位移，理论上其应在单元上施加一个常应力场。几何属性和荷载在MacNeal和Harder1985中描述。从给定位移而来的膜和板的弯曲应力分量与手算结果进行了比较。节点1，2，7和8的X,Y和Z方向平动，和绕X和Y轴的转动被约束。关于Z轴没有指定节点约束。给定的位移施加于这些被约束的自由度。用完全壳

2、行为来模拟壳截面；即膜和板弯曲的行为。使用不同的模型来测试薄板和厚板的选项。因为模型是平的，在一个平面内，在膜行为和板弯曲行为间没有耦合。几何和属性0.24"节点坐标(inches)节点XYZ281000446200.1200.12"30.040.02015340.080.080Y50.180.0305Z3260.160.0801770.24001-节点编号X80.240.1201-面对象编号材料属性截面属性荷载工况E=1,000,000lb/in2厚度=0.001in1-膜:Ux和Uyν=0.252-平板弯曲:Uz,Rx和Ry范例2-001-1COM

3、PUTERS&STRUCTURESINC.RSoftwareVerificationPROGRAMNAME:SAP2000REVISIONNO.:0荷载使用不同的荷载工况来测试膜行为和板弯曲行为。膜行为对于膜行为的荷载为给定的边位移Ux和Uy,其施加于节点1，2，7和8。这些位移由下列方程定义。yxx+y+22U=,U=xy10001000下表显示了所施加的从前面方程对于每一边节点计算的位移。这些位移被施加于名为Membrane的工况内。XYUxUy节点(in)(in)(in)(in)10000200.120.000060.0001270.2400.0

4、00240.0001280.240.120.000300.00024板弯曲行为对于板弯曲行为的荷载为给定的边位移Uz,Rx和Ry,其被施加于节点1，2，7和8。这些位移和旋转由以下的方程定义。xy22y+−x−x+xy+y22U=,R=,R=zxy200010001000下表显示所施加的从前面方程对于每一边节点计算的位移。这些位移和旋转在工况PlBend中施加。范例2-001-2COMPUTERS&STRUCTURESINC.RSoftwareVerificationPROGRAMNAME:SAP2000REVISIONNO.:0XYUzRxRy节点(

5、in)(in)(in)(rad)(rad)100000200.120.00000720.00012-0.0000670.2400.00002880.00012-0.0002480.240.120.00005040.00024-0.00030所测试的SAP2000技术特性¾使用壳单元进行膜分析¾使用壳单元进行板弯曲分析°薄板选项°厚板选项¾节点位移荷载结果比较独立膜结果是基于Timoshenko和Goodier1951第6页的方程2。板弯曲的手算解是基于Timoshenko和oinowsky-Krieger1959第5页的方程3及第81页的方程101和1

6、02。另外的手算解在MacNeal和Harder1985中发表。范例2-001-3COMPUTERS&STRUCTURESINC.RSoftwareVerificationPROGRAMNAME:SAP2000REVISIONNO.:0薄板选项分析工况应力分量SAP2000手算解差异百分比2σxxlb/in133313330%2Membraneσyylb/in133313330%2σxylb/in4004000%Mxxlb-in/in1.111E-071.111E-070%PlBendMyylb-in/in1.111E-071.111E-070%Mxy

7、lb-in/in3.333E-083.333E-080%厚板选项分析工况应力分量SAP2000手算解差异百分比2σxxlb/in133313330%2Membraneσyylb/in133313330%2σxylb/in4004000%Mxxlb-in/in1.111E-071.111E-070%PlBendMyylb-in/in1.111E-071.111E-070%Mxylb-in/in0.333E-070.333E-070%数据文件:Example2-001-thick,Example2-001-thin结论SAP2000的结果和对于薄板和厚板选

8、项的手算解一致。范例2-001-4COMPUTERS&STRUCTURESINC.RSoftw