2011年版《结构力学》实验任务书.docVIP

《结构力学》实验一任务书 实验名称：结构力学求解器的运用 实验时间：来自/ 实验目的 通过本次实验，要求学生能够熟练掌握结构力学求解器的使用方法，能够运用该软件计算各类结构力学问题，并校正平时作业答案。 实验内容 学习结构力学求解器软件的使用方法，掌握结构力学问题建立模型、求解的一般步骤； 运用结构力学求解器软件完成教材中结构组成分析习题一个（题目任选）； 运用软件完成教材中组合结构习题建模一个，并分析其内力、位移图（题目任选）； 运用软件完成教材中刚架习题建模一个，并分析其内力、位移图（题目任选）； 运用软件完成教材中多跨连续梁习题建模一个，并分析其内力、位移图（题目任选）； 运用本软件完成平时作业的校正。 实验报告要求 实验内容中2-5内容，要求同学们独立完成，并将建模的模型图、内力、位移图拷贝到Word文档中形成实验报告，文件名“自己的学号+姓名+实验一”命名； 由班长或者学习委员统一收齐后发送到我作业/ 《结构力学》实验二任务书 实验名称：框架结构计算简图的选取与计算 实验时间： 实验目的 通过本次实验，要求学生能够熟练掌握框架结构简化计算的一般原则，能够从给定某建筑结构布置图中确定横、纵向框架的结构计算简图，并运用结构力学求解器软件计算框架在指定荷载作用下的内力，并绘制弯矩、剪力、轴力图。 实验内容 实验条件 某3层框架结构平面布置与截面尺寸如下图所示，纵向框架主梁截面尺寸为300mm×800mm；横向框架主梁截面尺寸为300mm×700mm，走道框架主梁截面尺寸为300mm×500mm；框架的次梁截面尺寸为300mm×700mm。柱子1层截面尺寸为600mm×600mm，计算高度为5.13m；2~3层截面尺寸为500mm×500mm，柱子计算高度为4.2m。梁、板采用C30混凝土（Ec=3.0×104N/mm2），柱子采用C35混凝土（Ec=3.15×104N/mm2）。 已知各楼面荷载设计值（含板梁柱自重）为你学号的后四位数，单位为N/m2，例如：邓晓龙同学的学号则他实验计算时各楼面荷载设计值为3060 N/m2＝3.06 KN/m2。 图一 框架结构平面布置图 图二 框架结构底层线框图 图三 框架结构底层消隐图 图四 框架结构三维消隐图 实验内容 （1）以轴线框架结构为计算单元确定横向框架计算简图并确定横向框架结构的荷载； （2）以轴线框架结构为计算单元确定纵向框架计算简图并确定纵向框架结构的荷载； （3）将以上横框架结构在结构力学求解器中的建模并进行内力、变形计算，纵向课后练习。 提示，注意框架结构荷载传递关系，板→次梁→主梁→柱→基础，并注意框架结构单元受荷载范围的选择，参见下图。本次实验所有板均是单向板，荷载只向短边方向传递。截面惯性矩计算公式 图五 框架结构纵横平面结构简化示意图 图六 本框架结构纵横平面框架受荷载区域示意图 例如：横向框架计算简图如下 图七 横向框架结构计算简图 图八 横向框架结构荷载计算区域示意图 q1=3.06×3=9.18 KN/m (A区); P1=(3.06×3×7.5/2)×2=68.85 KN (B区) P2=(3.06×3×7.5/2)×2+3.06×3/2×9=110.16 KN (C区) 底层柱：EA=3.15×104×600×600=11340000000 NKN EI=3.15×104×600×6003/12= 340.2e12N.mm2= 340200 kN.m2 2-3层柱：EA=3.15×104×500×500=78.75e8 N=7875000 KN EI=3.15×104×500×5003/12= 164.0625e12N.mm2= 164062.5kN.m2 横向框架主梁截面尺寸为300mm×700mm： EA=3.0×104×300×700=63e8 N=6300000 KN EI=3.0×104×300×7003/12= 257.25e12N.mm2= 257250 kN.m2 横向框架走道主梁截面尺寸为300mm×500mm： EA=3.0×104×300×500=45e8 N=4500000 KN EI=3.0×104×300×5003/12=1125e12N.mm2=1125000 kN.m2 纵向框架计算简图如下： 图九 纵向框架结构计算简图 图十 横向框架结构荷载计算区域示意图 q2=3.06×1.5=4.59 KN/m (D区); P3=3.06×1.5×7.5/2=17.21 KN (E区) P4=3.06×3×7.5/2=34.425 K