结构力学实验
实验名称：平面桁架结构的设计
实验题号：
姓名： 学号： 指导老师： 实验日期：
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实验日期：2011.11.28
图1：结构图
完成结构设计后按如下步骤计算、校核、选取、设计、优化
二、强度计算 1）轴力和应力
2）建立结构计算模型后，由“求解→内力计算” 得出结构各杆件的轴力N（见图3）
再由 6=N/A 得出各杆件应力
图2 结构轴力图（单位：KN）
表1 各杆件最大轴力表
三、强度校核 根据
6《[6]
对于Q235钢，[6]=215MPa;
截面选取方法（请按住CTRL键点击） 参考公式：A=0.25π[D2+-（D-2t）2]
I=π[D4-(D-2t)4]/64
四、截面优化
控制上弦杆、下弦杆以及腹杆的最大应力，优化使这三个最大应力控制在0.9[6]. 优化后得
表2 桁架内力与应力计算
将以上调整截面数据输入计算表格求得各杆件EA、EI
单元材料性质,1,6,140743.35,55.45288,0,0,-1 单元材料性质,7,12,125663.71,39.5212,0,0,-1
单元材料性质,13,19,95504.41667,17.42955604,0,0,-1 单元材料性质,20,25,115610.6097,30.81022747,0,0,-1
将所得数据输入求解器
五、刚度校核
对于桁架，控制跨中挠度最大值不大于挠度的容许值 求解得 结构挠度图（图3） 其中[f]=L/200
所有位子位移见数据（表1）
图3结构位移图
表4 结构挠度
位移计算
杆端位移值 ( 乘子 = 1)
--------------------------------------------------------------------------------------------
杆端 1 杆端 2
单元码 u -水平位移 v -竖直位移 -转角 u -水平位移 v -竖直位移 -转角 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1 0.00974114 -0.00235591 -0.00651664 0.00840892 -0.01864752 -0.00651664 2 0.00840892 -0.01864752 -0.00433885 0.00627738 -0.02949464 -0.00433885 3 0.00627738 -0.02949464 -0.00164029 0.00387940 -0.03359537 -0.00164029 4 0.00387940 -0.03359537 0.00164029 0.00148142 -0.02949464 0.00164029 5 0.00148142 -0.02949464 0.00433885 -0.00065012 -0.01864752 0.00433885 6 -0.00065012 -0.01864752 0.00651664 -0.00198233 -0.00235591 0.00651664 7 0.00000000 0.00000000 -0.00667370 -0.00000000 -0.01668426 -0.00667370 8 -0.00000000 -0.01668426 -0.00465297 0.00149208 -0.02831669 -0.00465297 9 0.00149208 -0.02831669 -0.00179735 0.00387940 -0.03281007 -0.00179735 10 0.00387940 -0.03281007 0.00179735 0.00626673 -0.02831669 0.00179735 11 0.00626673 -0.02831669 0.00465297 0.00775880 -0.01668426 0.00465297 12 0.00775880 -0.01668426 0.00667370 0.00775880 0.00000000 0.00667370 13 0.00000000 0.00000000 -0.00389645 0.00974114 -0.00235591 -0.00389645 14 -0.00000000 -0.01668426 -0.00336357 0.00840892 -0.01864752 -0.00336357
15 0.00149208 -0.02831669 -0.00191412 0.00627738 -0.02949464 -0.00191412 16 0.00387940 -0.03281007 -0.00000000 0.00387940 -0.03359537 -0.00000000 17 0.00626673 -0.02831669 0.00191412 0.00148142 -0.02949464 0.00191412 18 0.00775880 -0.01668426 0.00336357 -0.00065012 -0.01864752 0.00336357 19 0.00775880 0.00000000 0.00389645 -0.00198233 -0.00235591 0.00389645 20 0.00974114 -0.00235591 -0.00481390 -0.00000000 -0.01668426 -0.00481390 21 0.00840892 -0.01864752 -0.00331720 0.00149208 -0.02831669 -0.00331720 22 0.00627738 -0.02949464 -0.00114268 0.00387940 -0.03281007 -0.00114268 23 0.00387940 -0.03281007 0.00114268 0.00148142 -0.02949464 0.00114268 24 0.00626673 -0.02831669 0.00331720 -0.00065012 -0.01864752 0.00331720 25 0.00775880 -0.01668426 0.00481390 -0.00198233 -0.00235591 0.00481390
判断得最大挠度《 [f] 所以设计符合要求
表5
注：钢材容重：78.5KN/m3