1、連續(xù)梁例子 - 副本.doc

結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)仿真實驗初級課程：連續(xù)梁例題講稿1. 連續(xù)梁分析概述比較連續(xù)梁和多跨靜定梁受均布荷載和溫度荷載（上下面的溫差）時的反力、位移、內(nèi)力。 3跨連續(xù)兩次超靜定3跨靜定3跨連續(xù)1次超靜定圖 1.1 分析模型 材料鋼材: Grade3 截面數(shù)值 : 箱形截面 40020012 mm 荷載1. 均布荷載 : 1.0 tonf/m2. 溫度荷載 : T = 5 (上下面的溫度差)設(shè)定基本環(huán)境打開新文件，以連續(xù)梁分析.mgb為名存檔。單位體系設(shè)定為m和tonf。 文件/ 新文件文件/ 存檔 (連續(xù)梁分析 )工具 / 單位體系長度 m ; 力 tonf 圖 1.2 設(shè)定單位體系設(shè)定結(jié)構(gòu)類型為 X-Z 平面。模型 / 結(jié)構(gòu)類型 結(jié)構(gòu)類型 X-Z 平面 設(shè)定材料以及截面材料選擇鋼材GB（S）（中國標準規(guī)格），定義截面。 模型 / 材料和截面特性 / 材料名稱( Grade3)設(shè)計類型 鋼材規(guī)范 GB(S) ; 數(shù)據(jù)庫 Grade3 模型 / 材料和截面特性 / 截面截面數(shù)據(jù)截面號 ( 1 ) ; 截面形狀 箱形截面 ;用戶：如圖輸入 ; 名稱 40020012 選擇“數(shù)據(jù)庫”中的任意材料，材料的基本特性值（彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、容重）將自動輸出。 圖 1.3 定義材料 圖 1.4 定義截面建立節(jié)點和單元為了生成連續(xù)梁單元，首先輸入節(jié)點。參照用戶手冊的“輸入單元時主要考慮事項” 正面, 捕捉點 (關(guān)), 捕捉軸線 (關(guān)) 捕捉節(jié)點 (開), 捕捉單元 (開), 自動對齊模型 / 節(jié)點 / 建立節(jié)點坐標 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 ) 圖 1.5 建立節(jié)點用擴展單元功能來建立連續(xù)梁。 模型 / 單元/ 擴展單元 全選輸入梁單元. 關(guān)于梁單元的詳細事項參照在線幫助的 “單元類型”的 “梁單元” 部分擴展類型 節(jié)點 線單元單元屬性 單元類型 梁單元 材料 1:Grade3 ; 截面 1: 400*200*12 ; Beta 角 ( 0 )生成形式 復(fù)制和移動 ; 復(fù)制和移動 任意間距方向 x ; 間距 ( ) ZX圖 1.6 建立單元輸入邊界條件3維空間的節(jié)點有6個自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。但結(jié)構(gòu)類型已設(shè)定為X-Z平面（程序?qū)⒆詣蛹s束Y方向的位移Dy和繞X軸和Z軸的轉(zhuǎn)動Rx,Rz），所以只剩下3個自由度 (Dx, Dz, Ry)。鉸支座約束自由度Dx, Dz, 滾動支座約束自由度 Dz。模型 /邊界條件 / 一般支承 節(jié)點號 (開) 單選 (節(jié)點 : 4 ) 選擇添加 ; 支承條件類型 Dx, Dz (開) 單選(節(jié)點: 1, 12, 15 ) ; 支承條件類型 Dz (開) 圖 圖1.7 輸入邊界條件輸入荷載定義荷載工況為輸入均布荷載和溫度荷載，首先定義荷載工況荷載 / 靜力荷載工況名稱 (均布荷載) ; 類型 用戶定義的荷載（USER）名稱 () ; 類型 用戶定義的荷載（USER） 圖1.8 輸入荷載條件輸入均布荷載 荷載方向與整體坐標系Z軸方向相反，輸入荷載為“-1”。給連續(xù)梁施加均布荷載 1 tonf/m。 荷載 / 梁單元荷載（單元） 節(jié)點號 (關(guān)) 全選荷載工況名稱 均布荷載 ; 選擇 添加荷載類型均布荷載 ; 方向整體坐標系 Z ; 投影否數(shù)值 相對值 ; x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; W ( -1 ) 圖 1.9 輸入均布荷載輸入溫度荷載 輸入連續(xù)梁的上下面溫度差(T = 5)。輸入溫度差后，根據(jù)材料的熱膨脹系數(shù)、溫差引起的梁截面產(chǎn)生的應(yīng)力考慮為荷載。顯示 梁單元荷載（關(guān)）荷載 / 溫度梯度荷載 全選荷載工況名稱 溫度荷載 ; 選擇 添加 ; 單元類型 梁溫度梯度 T2z-T1z ( 5 ) 圖 1.10 輸入溫度荷載 復(fù)制單元復(fù)制連續(xù)梁(模型 1)來建立多跨靜定梁(模型 2,模型 3)。為了同時復(fù)制連續(xù)梁(模型1)均布荷載、溫度荷載、邊界條件，使用復(fù)制節(jié)點屬性和復(fù)制單元屬性功能。 顯示邊界條件一般支承 (開)模型 / 單元 / 單元的復(fù)制和移動 全選 形式 復(fù)制 ; 移動和復(fù)制 等間距dx, dy, dz ( 0, 0, -5 ) ; 復(fù)制次數(shù) ( 2 )復(fù)制節(jié)點屬性 (開), 復(fù)制單元屬性 (開) 模型 1模型 2模型 3圖 1.11 復(fù)制單元輸入鉸接條件 在復(fù)制的連續(xù)梁輸入內(nèi)部鉸支座來建立多跨靜定梁。 關(guān)于內(nèi)部鉸支的詳細說明參照在線幫助的 “釋放梁端約束” 部分在梁單元的端部使用釋放梁端約束功能來生成鉸接條件。模型 / 邊界條件/釋放梁端約束 單元號(開) 單選 ( 單元 : 19, 23, 33 )選擇 添加/替換 選擇釋放和約束比率 j-節(jié)點 My (開), Mz (開) (或 ) 模型 1 模型 2模型 3生成梁單元時，隨著先指定的i節(jié)點和后指定的j節(jié)點的生成決定坐標系。只要在圖標菜單顯示的單元表單下打開單元坐標軸和局部方向就可以確認。圖 1.12 輸入鉸支支座運行結(jié)構(gòu)分析對連續(xù)梁和多跨靜定梁運行結(jié)構(gòu)分析。分析 / 運行分析查看分析結(jié)果查看反力比較均部荷載作用下連續(xù)梁和多跨靜定梁的反力。 單元號(關(guān)) 顯示邊界條件 一般支承 (關(guān)), 釋放梁端約束(開) 結(jié)果 / 反力和彎矩荷載工況/荷載組合 ST:均布荷載 ; 反力 FXYZ顯示類型 數(shù)值(開), 圖例 (開)數(shù)值 小數(shù)點以下位數(shù) ( 1 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 適用于選擇確認時(開) 圖 1.13 均布荷載引起的反力 以表格的形式查看均布荷載引起的的反力。比較外荷載總合和反力的總合來查看模型的建立和荷載的輸入是否恰當。例題Z軸方向荷載為1.0 tonf/m220 m3 = 60 tonf，與表格中Z軸方向的反力（FZ）總和相等。結(jié)果 / 分析結(jié)果表格 / 反力荷載組合 均布荷載(ST) (開) ; 溫度荷載(ST) (關(guān)) 圖 1.14 反力結(jié)果表格比較對溫度荷載的反力。結(jié)果 / 反力和彎矩荷載工況/荷載組合 ST:溫度荷載 ; 反力 FXYZ顯示類型 數(shù)值 (開), 圖例 (開) 模型 1模型 2模型 3圖 1.15 溫度荷載產(chǎn)生的反力查看變形圖 查看溫度荷載產(chǎn)生的變形圖。 DXZ=. 顯示邊界條件 一般支承 (開) 結(jié)果 / 變形 / 變形形狀荷載工況/荷載組合 ST:溫度荷載 ; 變形 DXZ顯示類型變形前 (開), 圖例 (開) 模型 1 模型 2模型 3圖 1.16 溫度荷載產(chǎn)生的變形圖 查看內(nèi)力查看均布荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的彎矩。 結(jié)果 / 內(nèi)力 / 梁單元內(nèi)力圖荷載工況/荷載組合 ST:均布荷載 ; 內(nèi)力 My選擇顯示 5 點 ; 不涂色 ; 系數(shù) ( 2.0 )顯示類型 等值線 (開), 數(shù)值 (開), 圖例 (開)數(shù)值 小數(shù)點以下位數(shù)( 1 ) ; 指數(shù)型(關(guān)) ; 適用于選擇確認時(開) 多跨靜定梁(模型 2)與連續(xù)梁(模型 1)相比，可以看出跨中彎矩減小，但支點彎矩增大的情況。還可以看出，設(shè)有一個鉸的多跨靜定梁（模型3）的鉸支點彎矩與（模型2）類似，無鉸部分的彎矩與（模型1）類似。圖 1.17 節(jié)點荷載產(chǎn)生的彎矩查看溫度荷載產(chǎn)生的彎矩。溫度荷載產(chǎn)生的變形圖(圖1.16)中，可以看出模型2兩邊的懸臂梁與中間的簡支梁的變形是相互獨立的。溫度荷載不會約束梁的變形，所以也不會產(chǎn)生內(nèi)力。結(jié)果 / 內(nèi)力 / 梁單元內(nèi)力圖荷載工況/荷載組合 ST:溫度荷載 ; 內(nèi)力 My顯示選