结构力学问题的计算机求解SAP2000基础(8)

2019-03-23 15:01

钮,弹出荷载工况数据对话框,在荷载工况类型中选择Buckling,出现关于屈曲分析工况数据的对话框,设置各个参数如图15-81所示。

为了显示较多的屈曲模式,在运行分析之前需要对框架单元进行剖分,剖分方法参见第三节,此例框架剖分最大段长设置为1。

图15-81

图15-82

运行分析后,点击【显示】>【显示变形形状】命令,弹出变形后形状对话框,选择需要查看的屈曲工况名称,输入要显示的屈曲模态数,点击【确定】按钮,就可以显示相应的屈曲变形和屈曲因子。需要说明的是,屈曲荷载为屈曲因子与给定荷载的乘积,屈曲因子若为负值,则说明当荷载反向时才能引起结构屈曲。图15-82、图15-83、图15-84分别显示的是第一、二、三阶屈曲模态的屈曲模式和屈曲因子。经过简单计算,可知第一阶屈曲荷载为202.37433×1kN=202.37kN,同理第二、三阶屈曲荷载分别为810.69kN、1834.88kN。

图15-83

图15-84

例【15-7】试用SAP2000求解图15-85所示结构的弹性稳定荷载和屈曲模式。各杆件均采用HW100×100×6×8,不计杆件自重,考虑轴向变形和剪切变形。 1kNBDE3mA3mC3mF 图15-85

建模方法可以按照前面介绍的方法,也可参考有关书籍。在第二节中介绍了用户定义截面的方法,其实,对于常用标准型钢截面可以从程序自带的文件中导入。点击【定义】>【截面属性】>【框架截面】,弹出框架属性对话框中,点击导入新属性按钮,弹出导入框架截面属性对话框,如图15-86。在导入框架截面属性对话框中可以选择需要的截面形式,本例选择工字形截面,弹出截面属性文件对话框(图15-87),后缀为.pro的文件为不同国家和地区的型钢截面,本例选择Chinese.pro之后打开,弹出型钢列表如图15-88,从中选择JG-LH100×100×6×8的截面,点击【确定】,弹出I/Wide Flange Section对话框(图15-89),因本例考虑轴向变形和剪切变形,故不需要设置属性修正。

图15-86 图15-87

图15-88 图15-89

模型建好之后,还要定义荷载模式、指定节点荷载、定义屈曲荷载工况,之后保存模型就可以进行刚架屈曲分析了。图15-91、图15-92给出了前两阶屈曲模态的屈曲模式和屈曲因子。从图15-91中,可以算得屈曲荷载为430.53kN;从图15-92中,可以算得屈曲荷载为2088.45kN。

图15-91 图15-92

思 考 题

1. 扼要说明SAP2000建模、分析的基本过程。 2. SAP2000的单位制是否可以随时调整?

3. 如何设置自重乘数与质量源以便准确的计算结构质量?

4. 在用SAP2000求解结构力学问题时,如何设置才能不考虑轴向变形以及剪切变形的影响?

5. 单元局部坐标与全局坐标的关系是怎么样的?输出内力时是按照局部坐标输出还是按照全局坐标输出?

6. 试比较模态分析时,Ritz法和特征向量法的异同? 7. SAP2000中荷载工况和分析工况有什么区别?

8. 试将本章例【15-6】弹性稳定分析的结果与理论值进行比较。

习 题 15-1 试用SAP2000求解图15-93所示多跨连续梁的内力图与变形曲线。 20kNA2mB10kN/mC2m2mD2mE20kN40kNmF2m2mG2mH 图15-93 15-2 试用SAP2000求解图15-94所示桁架的内力图与变形曲线。 10kN2m10kN2m10kN2m10kN2m10kN2m2m2m 图15-94 15-3 试用SAP2000求解图15-95所示三铰拱的内力图与变形曲线。 10kN/mC6mA6m6mB 图15-95 15-4 试用SAP2000计算图15-96所示刚架。各杆EI=常数。


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