结构力学 上机实验报告.docVIP

实验报告一 平面刚架内力计算程序APF 实验目的：(1)分析构件刚度与外界温度对结构位移的影响，如各杆刚度改变对内力分布的影响、温度因数对内力分布的影响。 (2)观察并分析刚架在静力荷载及温度作用下的内力和变形规律，包括刚度的变化，结构形式的改变，荷载的作用位置变化等因素对内力及变形的影响。对结构静力分析的矩阵位移法的计算机应用有直观的了解 (3)掌握杆系结构计算的《结构力学求解器》的使用方法。通过实验加深对静定、超静定结构特性的认识。 实验设计1： 计算图示刚架当梁柱刚度分别为、、、时结构的内力和位移，由此分析当刚架在水平荷载作用下横梁的水平位移与刚架梁柱比（）之间的关系。(计算时忽略轴向变形)。 数据文件： (1)变量定义,EI1=1,EI2=0.2(1,5,10) 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,4 结点,4,6,0 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 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,1,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,2,2,-1,EI2,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI1,0,0,-1 (2)变量定义,EI1=5(1,0.2,0.1),EI2=1 结点,1,0,0 结点,2,0,4 结点,3,6,4 结点,4,6,0 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 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,4,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,100,0 单元材料性质,1,1,-1,EI1,0,0,-1 单元材料性质,2,2,-1,EI2,0,0,-1 单元材料性质,3,3,-1,EI1,0,0,-1 主要计算结果： 位移： (1)令I1=1时，I2=0.2,1,5,10 梁柱刚度比I2：I1 1：5 1：1 5：1 10：1 横梁水平位移 711.11/EI1(m) 426.67/EI1(m) 304.76/EI1(m) 286.18/EI1(m) (2)令I2=1时，I1=5,1,0.2,0.1 梁柱刚度比I2：I1 1：5 1：1 5：1 10：1 横梁水平位移 142.22/EI1(m) 426.67/EI1(m) 1523.81/EI1(m) 2861.78/EI1(m) 弯矩： (1) 令I1=1时，I2=0.2,1,5,10 ①梁柱刚度比I2：I1为1：5时的刚架弯矩图如下： ②梁柱刚度比I2：I1为1：1时的刚架弯矩图如下： 　 M图（单位：KN·m）　　 　　　　M图（单位：KN·m） ③梁柱刚度比I2：I1为5：1时的刚架弯矩图如下：④梁柱刚度比I2：I1为10：1时的刚架弯矩图如下： 　M图（单位：KN·m）　　　　　　　　　　　　　M图（单位：KN·m） (2)令I2=1时，I1=5,1,0.2,0.1 ①梁柱刚度比I2：I1为1：5时的刚架弯矩图如下： ②梁柱刚度比I2：I1为1：1时的刚架弯矩图如下： M图（单位：KN·m）　　 　　　　M图（单位：KN·m） ③梁柱刚度比I2：I1为5：1时的刚架弯矩图如下：④梁柱刚度比I2：I1为10：1时的刚架弯矩图如下： M图（单位：KN·m）　　 　　　　M图（单位：KN·m） 三、结果分析及结论： ①无论EI1和EI2的值如何改变，只要EI2：EI1的值不改变，那么刚架的弯矩图都是相同的；且随着梁柱刚度比EI2：EI1的增大，两柱的弯矩的反弯点向下移动；横梁的弯矩的反弯点保持在中点不变； ②当I1=1，I2=0.2,1,5,10时，随着梁柱刚度比EI2：EI1的增大，刚架在水平荷载作用下的横梁的水平位移变小[711.11/EI1(m)→426.67/EI1(m) →304.76/EI1(m) →286.18/EI1(m)]； ③当I2=1，I1=5,1,0.2,0.1时，随着梁柱刚度比EI2：EI1的增大，刚架在水平荷载作用下的横梁的水平位移变大[142.22/EI1(m) →426.67/EI1(m) →1523.81/EI1(m) →2861.78/EI1(m)]，且其变化的幅度远远大于当I1=1，I2=0.2,1,5,10时的幅度（因为I1=5,1,0.2,0.1是慢慢变