单元温度改变,5,5,(t1+t2)/2,t2-t1,0.00001,H 单元温度改变,6,9,(t1+t2)/2,t1-t2,0.00001,H END
二、 计算结果(弯矩和轴力):
(1)当H=0.4, B=0.5时刚架的弯矩图和轴力图:
M图(单位:KN·m)
N图(单位:KN)
(2)当H=0.6, B=0.5时刚架的弯矩图和轴力图:
M图(单位:KN·m)
N图(单位:KN)
(3)当H=0.8, B=0.5时刚架的弯矩图和轴力图:
M图(单位:KN·m)
N图(单位:KN)
三、 温度变化内侧降温300C,外侧升温100C时刚架的弯矩图和轴力图:
M图(单位:KN·m)
N图(单位:KN)
三、结果分析及结论:
1.当刚架外侧降温300C,内侧升温100C时:
(1)在刚架截面的宽度不变(50cm),随着高度增大(分别为40cm、60cm、80cm),有弯矩的杆件的弯矩值都增大,所有杆件的轴力都增大;
(2)对于上下表面温差不为零的杆件(即边柱和梁),温度降低的一侧,杆件受拉;温度升高的一侧,杆件受压;
(3)而刚架内部上下表面温差为零的杆件(即两根中柱和对称柱),两中柱底端外侧受拉,顶端里侧受拉,对称柱没有弯矩;
(4)从轴力图可知,两中柱受压,其它杆件受拉。
2.当刚架的外侧升温100C,内侧降温300C时,在刚架的宽度为50cm,高度为40cm的情况下:
(1)上下表面温差不为零的杆件(即边柱和梁),降温的一侧,杆件受拉;升温的一侧,杆件受压;
(2)而刚架内部上下表面温差不变的杆件(即两根中柱和对称柱),两中柱底端外侧受拉,顶端里侧受拉,对称柱没有弯矩;
(3)从轴力图可知,两根边柱和对称柱受压,中柱和梁受拉。 由此可得出结论:
(1)当杆件有温差时,弯矩图的竖矩出现在降温面的一侧,升温面产生压应力,降温面产生拉应力;
(2)随着杆件截面高度的增大(宽度不变,即刚度增大),各有弯矩的杆件的弯矩值增大,有轴力的杆件轴力也增大,即刚度变化影响内力的变化,刚度越大,内力越大,反之,内力越小;
(3)两端约束作用下,杆件轴心降温轴力为正,升温为负。
实验报告二 平面桁架内力计算
日期: 2013.4.26 实验地点: 综合楼503 实验目的:
(1)考察并分析桁架的结构形式、刚度、荷载作用位置等因素对桁架内力及变形的影响及规律。
(2)对比平行桁架和三角桁架的受力特点及杆件内力的变化规律;平行弦桁架和三角形桁架在相同荷载作用下内力的不同;荷载上承(荷载作用在上弦杆上)和下承(荷载作用在相应的下弦杆上)时各杆内力的变化。
(3)掌握杆系结构计算的《结构力学求解器》的使用方法和对矩阵位移法计算位移的了解。通过实验加深对静定、超静定结构特性的认识。
实验设计: 计算图示桁架的内力和位移。分析:1. 刚度对内力和位移(跨中竖向位移)的影响;2.平行弦桁架和三角形桁架在相同荷载作用下内力的不同;3.荷载上承(荷载作用在上弦杆上,如图)和下承(荷载作用在相应的下弦杆上)时各杆内力的变化。
(a)
(b)
一、 数据文件:
三、 图(a)所示的桁架的数据文件如下:
TITLE, 实验三(平行弦桁架) 变量定义,EA=1(2\\5\\10) 结点,1,0,0
结点生成,6,2,1,1,1,2,0 结点生成,1,1,1,13,2,0,2 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元生成,6,1,1,2 单元,1,3,1,1,0,1,1,0 单元生成,5,8,8,2