光盘程序应用的准备工作,哈工大结构力学课件,王焕定.ppt

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1、光盘程序应用的准备工作计算简图的数据化为了利用配书光盘应用软件做习题或对实际结构进行受力、变形分析，首先必须掌握如何将要计算问题的几何参数、荷载情况和结构的物理特性等按程序要求组织成数据文件，由于各编程者的考虑出发点不同，对如何组织计算程序所需的数据文件也就不同，也即数据化的结果是不同的。这一用数据来描述需计算结构的工作，即所谓计算简图的数据化。为了便于读者结合教材循序渐进地掌握本书所配软件的应用，没有采用统一的一个程序进行计算，而是根据不同结构的特点，用专用程序进行分析，因此下面将按不同结构分别介绍其

2、数据化问题。抛物线三铰拱受力分析的数据化为了对抛物线三铰拱进行受力计算，需要给程序提供如下数据信息：首先是提供几何尺寸信息（单位：m）:跨度，矢高。接着需要给出三铰拱所受的荷载信息(均布荷载单位：kN/m，向下为正；集中力单位：kN，竖向集中力向下为正，水平集中力向右为正；集中力偶单位:kN.m，顺时针转向为正）：均布荷载为了描述它需要给出荷载集度、荷载作用起始点水平坐标（原点在左拱趾铰）和荷载分布长度。集中力不管是竖向还是水平的集中力，描述它需要两个数据：荷载的值，荷载作用点的水平坐标。集中力偶与集中

3、力一样，需要两个数据：力偶矩的值，力偶作用点的水平坐标。最后，根据所需计算内容，给出计算信息：如果是求指定截面内力，需要给出要求内力截面个数及截面的水平坐标；如果是计算并作内力图，这时可任意输入坐标值。平面桁架受力分析的数据化对于桁架来说，在进行数据化之前，首先得对全部铰结点（以后统称为结点——node）进行编号，称为结点编码（或结点编号），对连接结点的桁架杆（以后统称为单元——element）也进行编号，称为单元编码（或单元号）。从后面的说明可以看出，为了减少数据化的作图或交互输入工作量，结点、单元编

4、号应该尽可能规则。桁架结构的数据化首先是结构图形的数据化，也即给出其几何描述。这包括需要给出各结点的坐标、约束信息和单元所连接的结点编号信息。对于实际桁架结构，结点较多而结间距是相等的，为了减少交互输入工作量，只要输入“控制结点”的坐标即可，那些沿直线等距离的“规则”结点坐标则只要给出其生成规律：生成类的起始结点号，终止结点号，需要生成的结点数，相邻两结点的点号差值，即可让程序自行自动生成。具体操作结合例题来说明。对于连接结点的单元，程序要求将单元分类，凡属于同类的单元要求满足如下条件：编号相邻的单元两

5、端结点编号的差值相同，也即起点号差值等于终点号差值，单元的材料弹性模量和截面面积相同。为了减少单元描述数据化工作量，在进行结点和单元编号时要考虑尽可能使单元可归类。在合理编号的基础上，对每一类单元通过交互输入该类信息：本类起始单元号，该单元起始点号和终止点号，同类相邻单元的点号差值，单元弹性模量和截面面积的类型号（对静定平面桁架受力分析，类型号均为1）。由于程序用最后一个单元号作判别条件，因此必须交互输入最后一各单元的信息。有了结点、单元，还必须要有支座约束，为此必须输入支撑约束信息：约束结点的结点号和

6、约束类型号。约束类型号结合例题说明。每类荷载始点的结点号，结点荷载的两坐标方向分量（沿坐标正向为正，顺序为先x向后y向，某方向无荷载为零，单位同拱中的说明），本类荷载终点结点号，本类任两相邻荷载的点号差值。除结构图形数据化外，为进行受力分析还必须给出结构所受的荷载信息。所需交互获取的信息为：结点荷载的类数；对于受力分析来说，各单元的材料物理性能（弹性模量）和截面积和特性（横截面面积）可都取为1，且全部单元均为一类。当作位移计算和今后做超静定桁架分析时，如何数据化将届时再补充。完成上面的全部工作后，平面桁

7、架受力分析的数据化工作全部完成。多跨静定梁、静定刚架和组合结构受力分析的数据化多跨静定梁、静定刚架和组合结构等的数据化与桁架相似，因此相同的地方这里不再重复，只指出不同之处。首先说明一下本专用程序的一些约定：结构以结点可直观地分割成杆段，也即单元。凡支撑点、杆件交汇点均作为结构的结点，因此结点可分成铰结点、刚结点和组合结点三类。平面结构铰结点能发生两个沿坐标方向的独立位移，刚结点能发生两个坐标方向位移和一个绕结点转动的位移，总共三个独立位移，组合结点就位移数来说程序中当作刚结点处理。对于单元根据其两端结

8、点类型不同可以分成如下几类：1、两端铰结的二力杆单元；4、两端刚结的弯曲单元；5、起点铰结终点刚结的弯曲单元；6、终点铰结起点刚结的弯曲单元；9、两端铰结的弯曲单元。这里所以类型编号不连续，所缺类型单元是因为它们在这里三种结构中不用。对这三类结构来说，除可能在结点处作用有荷载外（称为结点荷载，单位同拱中的说明，下同），在单元（杆件）上还可能作用有荷载（称为单元荷载）。本程序包含如下单元荷载类型：1、从起点开始，均布长度为（为单元长度）沿坐标