第七章力法 本章主要内容 1）超静定结构的超静定次数 2）力法的解题思路和力法典型方程（显然力法方程中所有的系数和自由项都是指静定基本结构的位移，可以由上一章的求位移方法求出（图乘或积分）） 3）力法的解题步骤以及用于求解超静定梁刚架桁架组合结构（排架） 4）力法的对称性利用问题，对称结构的有关概念四点结论 5）超静定结构的位移计算和最后内力图的校核 §7-1超静定结构概述 一、静力解答特征： 静定结构：由平衡条件求出支反力及内力； 超静定结构的静力特征是具有多余力，仅由静力平衡条件无法求出它的全部（有时部分可求）反力及内力，须借助位移条件（补充方程，解答的唯一性定理）。 二、几何组成特征：（结合例题说明） 静定结构：无多余联系的几何不变体 超静定结构：去掉其某一个或某几个联系（内或外），仍然可以是一个几何不变体系，如桁架。即：超静定结构的组成特征是其具有多余联系，多余联系可以是外部的，也可能是内部的，去掉后不改变几何不变性。 多余联系（约束）：并不是没有用的，在结构作用或调整结构的内力、位移时需要的，减小弯矩及位移，便于应力分布均匀。 多余求知力：多余联系中产生的力称为 三、超静定结构的类型（五种） 超静定梁、超静定刚刚架、超静定桁架、超静定拱、超静定组合结构 四、超静定结构的解法 综合考虑三个方面的条件： 1、平衡条件：即结构的整体及任何一部分的受力状态都应满足平衡方程； 2、几何条件：也称变形条件、位移条件、协调条件、相容条件等。即结构的变形必须 符合支承约束条件（边界条件）和各部分之间的变形连续条件。 3、物理条件：即变形或位移与内力之间的物理关系。 精确方法： 力法（柔度法）：以多余未知力为基本未知量 位移法（刚度法）：以位移为基本未知量。 力法与位移法的联合应用： 力法与位移法的混合使用：混合法 近似方法：
结构力学求解器 SMSolver 3D 试用版 三维空间杆系输入和显示 ?与2D求解器一致的半图形输入风格：对话框输入、修改、预览、应用 ?OpenGL三维图形快速显示技术：缩放、旋转、平移 ?图层技术：标注文本永远面向用户 空间杆系几何构造分析 ?可变体系、不变体系的判定 ?常变体系、瞬变体系的判定 ?多余约束数、体系自由度数的确定 ?可变体系的机构模态的三维动画显示 空间桁架、刚架的静力分析 ?铰结点、刚结点 ?铰支座、固定支座 ?集中荷载、均布荷载、线性分布荷载 ?位移、内力、反力计算及其数值显示和三维图形显示 ?计算结果输出到文本文件 更新说明：(11.03) ?三维浏览：观览器上双击鼠标，即可在旋转、平移、缩放三种模式之间依次切换，鼠标光标的形状随之改变。
?复合结点：允许刚结点和铰结点组成的复合结点。 ?文本功能：添加文本功能，文本在观览器中的位置不随三维观览而改变。 ?三维优化：对三维图形显示进一步优化，全屏幕观览更加流畅。 ?纠错完善：纠正若干小错误，多处做了完善。 说明：此试用版也是测试版、征求意见版。在提供期限内，正式版本发布前，将根据用户意见随时更新，请关注版本日期。 欢迎广大用户多多发现问题并提出宝贵意见和建议。用户意见请用Email发到：SMSupport@https://www.doczj.com/doc/163606518.html, A.钢架中,什么样为铰接,什么为钢结 最简单的方法就是，看钢架柱脚部分连接板的大小柱角连接板大的就是钢接一般铰接连接板没有筋板的。饺接的支座,没有弯矩M,只有水平和竖向反力. 刚接的支座除了水平和竖向反力外,还有弯矩M. b.结构简化时用螺栓连接的时铰接还是钢接 基本可以估计一下：仅在腹板有连接的，就是铰接；腹板和翼缘都有连接的，就是刚接。 C.铰接是指连接的两杆件可以有相对的转角，可以自由的转动。而刚接是指连接的两杆件不能有相对的转角，即它们的角位移是相等的。在实际的工程中，很多都不是严格意义上的铰接和刚接，就比如说钢结构厂房柱脚的铰接，通常的做法是两个螺栓或四个螺栓，虽然我们计算的时候按完全铰接（即认为弯矩等于零）来处理，但其实它还是承担一部分弯矩的。实际上，绝大部分的连接都是半刚性连接，也就是界于铰接和刚性连接之间得连接，在弯矩作用下，连接各杆件之间有相对转角。转角的大小由弯矩的大小以及连接节点的转动刚度决定。在弹性阶段转角与弯矩呈线性关系，当弯矩达到超过某一值时两者呈非线性关系。转角和弯矩的曲线关系可以由连接节点的类型，各构造细部尺寸、材料特性等因素确定。半刚性连接、刚接和铰接是根据弯矩转角曲线人为划分的。 刚性连接的做法有：栓焊、全焊和上下翼缘T形短钢连接；铰接连接有：梁腹板与柱用角钢或端板连接；半刚性连接有：螺栓端板连接，上下翼缘角钢连接。 除了节点的形式，连接的刚性与节点的构造很有关系。例如门式刚架中常用的螺栓端板连接，螺栓端板连接可作为刚性连接，但连接的刚度和螺栓级别、螺栓个数、螺栓预紧力大小、端板是否外伸、端板厚度、柱上有无加劲肋等因素有关。 一.说白了，是一款力学软件，工程上我们可以用它在计算工程问题。比如你老师布置的作业和习题，所有的静定静不定问题，都可以解决。你只需要输入相应的点坐标，数据，杆长等，他就能自动画出弯矩图，轴力图还有其他的这图那图的，以及各个杆件的内力大小……再通俗点讲，他就相当于小学生用的
结构力学（二）上机试验结构力学求解器的使用 上机报告 班级： 姓名： 学号： 日期：
实验三、计算结构的影响线 1．实验任务 （1）作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器：D M 的影响线 观览器：QD F 的影响线 D |F=1 3 365
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,6,0 结点,4,12,0 结点,6,6,1 结点,5,17,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 影响线参数,-2,1,1,3 影响线参数,-2,1,1,2 End
作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器： D M 的影响线 QD F 的影响线
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,2,0 结点,3,4,0 结点,4,6,0 结点,5,8,0 结点,6,0,1 结点,7,8,1 结点,8,2,1 结点,9,4,1 结点,10,6,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,1,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,5,1,1,0,1,1,0
第4章超静定结构 §4.1 超静定结构特性 ●由于多余约束的存在产生的影响 1. 内力状态单由平衡条件不能惟一确定，必须同时考虑变形条件。 2. 具有较强的防护能力，抵抗突然破坏。 3. 内力分布范围广，分布较静定结构均匀，内力峰值也小。 4. 结构刚度和稳定性都有所提高。 ●各杆刚度改变对内力的影响 1. 荷载作用下内力分布与各杆刚度比值有关，与其绝对值无关。 2. 计算内力时，允许采用相对刚度。 3. 设计结构断面时，需要经过一个试算过程。 4. 可通过改变杆件刚度达到调整内力状态目的。 ●温度和沉陷等变形因素的影响 1. 在超静定结构中，支座移动、温度改变、材料收缩、制造误差等因素都可以引起内力，即在无荷载下产生自内力。 2. 由上述因素引起的自内力，一般与各杆刚度的绝对值成正比。不应盲目增大结构截面尺寸，以期提高结构抵抗能力。 3. 预应力结构是主动利用自内力调节超静定结构内力的典型范例。 §4.2 力法原理 ●计算超静定结构的最基本方法 超静定结构是具有多余联系（约束）的静定结构，其反力和内力（归根结底是内力）不能或不能全部根据静力平衡条件确定。力法计算超静定结构的过程一般是在去掉多余联系的静定基本结构上进行，并选取多余力（也称赘余力）为基本未知量（其个数等于原结构的超静定次数）。根据基本体系应与原结构变形相同的位移条件建立方程，求解多余力后，原结构就转化为在荷载和多余力共同作用下的静定基本结构的计算问题。这里，基本体系起了从超静定到静定、从静定再到超静定的过渡作用，即把未知的超静定问题转换成已知的静定问题来解决。 ●基本结构的选择（解题技巧） 1. 通常选取静定结构；也可根据需要采用比原结构超静定次数低的、内力已知的超静定结构；甚至可取几何可变（但能维持平衡）的特殊基本结构。 2. 根据结构特点灵活选取，使力法方程中尽可能多的副系数δij = 0。 3. 应选易于绘制弯矩图或使弯矩图限于局部、并且便于图乘计算的基本结构。 4. 对称取基本结构；或利用对称性取半结构；或求弹性中心；以减少未知力数目，并使力法方程解耦。 ●力法典型方程 典型方程可写成矩阵形式： δX+ Δ = C (4.2.1) 式中，δ为柔度系数矩阵（对称方阵）；X为多余未知力列阵；Δ为自由项列阵（外因作用下的广义位移列阵）；C为原结构多余联系处的已知位移（不一定为零）列阵。 ●力法的解题步骤 1. 确定基本未知量，合理选取基本结构。 2. 根据多余联系处的位移（变形）协调条件，建立力法方程。
结构力学求解器学习报告 一、实习目的 结构力学上机实习使训练学生使用计算机进行结构计算的重要环节。通过实习，学生可以掌握如何使用计算机程序进行杆系结构的分析计算，进一步掌握结构力学课程的基本理论和基本概念。在此基础上，通过阅读有关程序设计框图，编写、调试结构力学程序，学生进一步提高运用计算机进行计算的能力，为后续课程的学习、毕业设计及今后工作中使用计算机进行计算打下良好的基础。 二、实习时间 大三上学期第19周星期一至星期五。 三、实习内容 本次实习以自学为主，学习如何使用结构力学求解器进行结构力学问题的求解，包括：二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等。对所有这些问题，求解器全部采用精确算法给出精确解答。 四、心得体会 第一天上机时，张老师对结构力学求解器的使用方法进行了简单的介绍，然后就是学生自己自学的时间了。每个学生都有自己对应的题目要完成，在完成这些题目的同时，我也逐渐对结构力学求解器的运用更加自如。 从刚开始的生疏到最后的熟练运用，我遇到了不少问题：①第一次使用在有些问题上拿不定注意，例如，在材料性质那一栏，我不知
道是EA和EI的取值②第一次接触这个软件，在使用过程中不知道该如何下手，题目条件的输入顺序也很模糊。③经常会忘记添加荷载的单位，导致计算结果出现问题。④对于有些命令不能很明确的知道其用法，致使在使用时经常出错。在面对这些问题时，我一般都会向同学和老师寻求帮助，直到最终将问题解决。 通过这几天的上机实习，不仅让我进一步掌握了结构力学的知识，同时，还使我对结构力学求解器有了更深入的了解： 1. 结构力学求解器首先是一个计算求解的强有效的工具。对于任意平面的结构，只要将参数输进求解器，就可以得到变形图和内力图，甚至还可以求得临界荷载等问题。 2.即便是结构力学的初学者，只要会用求解器，也可以用求解器来方便地求解许多结构的各类问题，以增强对结构受力特性的直观感受和切实体验。 3.书本中的方法并非所有类型的问题都可以解决，例如，不规则分布的荷载以及超静定结构用传统方法比较困难，但用求解器就较为简单。而且，用求解器求解问题时可以不忽略轴向变形等书本中忽略的条件，与实际更加相符。 4.求解器可以用静态图形显示结构简图、变形图、内力图，还可以用动画显示机构模态、振型等动态图形。利用复制到剪贴板的功能，可以将结构简图、变形图、内力图以点阵图或矢量图的形式粘贴到word文档中，并可以方便地进行再编辑。
第5章力法 5.1 超静定结构的概念和超静定次数的确定 1. 超静定结构的概念 前面讨论的是静定结构，从本章开始我们讨论超静定结构的受力情况。关于结构的静定性可以从两个方面来定义从几何组成的角度来定义静定结构就是没有多余联系的几何不变体系；从受力的角度来定义，静定结构就是只用静力平衡方程就能求出全部反力和内力的结构。 现在，我们要讨论的是超静定结构。它同样可以从以上两个方面来定义，从几何组成的角度来定义，超静定结构就是具有多余联系的几何不变体系；从受力的角度来定义，超静定结构就是只用静力平衡方程不能求出全部的反力或内力的结构。如图5.1(a)所示的简支梁是静定的，当跨度增加时，其内力和变形都将迅速增加。为减少梁的内力和变形，在梁的中部增加一个支座，如图5.1(b)所示，从几何组成的角度分析，它就变成具有一个多余联系的结构。也正是由于这个多余联系的存在，使我们只用静力平衡方程就不能求出全部4个约束反力F ax、F ay、F by、F cy和全部内力。具有多余约束、仅用静力平衡条件不能求出全部支座反力或内力的结构称为超静定结构。图5.1(b)和图5.2所示的连续梁和刚架都是超静定结构。 图5.3给出了工程中常见的几种超静定梁、刚架、桁架、拱、组合结构和排架。本章讨论如何用力法计算这种类型的结构。 图5.1 图5.2 图5.3
2. 超静定次数的确定 力法是解超静定结构最基本的方法。用力法求解时，首先要确定结构的超静定次数。通常将多余联系的数目或多余未知力的数目称为超静定结构的超静定次数。如果一个超静定结构在去掉n个联系后变成静定结构，那么，这个结构就是n次超静定。 显然，我们可用去掉多余联系使原来的超静定结构(以后称原结构)变成静定结构的方法来确定结构的超静定次数。去掉多余联系的方式，通常有以下几种： (1) 去掉支座处的一根支杆或切断一根链杆，相当于去掉一个联系。如图5.4所示结构就是一次超静定结构。图中原结构的多余联系去掉后用未知力x1代替。 图5.4 (2) 去掉一个单铰，相当于去掉两个联系(图5.5) 图5.5 (3) 把刚性联结改成单铰联结，相当于去掉一个联系(图5.6)。 图5.6 (4) 在刚性联结处切断，相当于去掉三个联系(图5.7)。 应用上述去掉多余联系的基本方式，可以确定结构的超静定次数。应该指出，同一个超静定结构，可以采用不同方式去掉多余联系，如图 5.8(a)可以有三种不同的去约束方法，分别如图 5.8(b)、(c)、(d)所示。无论采用何种方式，原结构的超静定次数都是相同的。所以说去约束的方式不是惟一的。这里面所说的去掉“多余联系”(或“多余约束”)，是以保证结构是几何不变体系为前提的。如图5.9(a)所示中的水平约束就不能去掉，因为它是使这个结构保持几何不变的“必要约束”(或“必要联系”)。如果去掉水平链杆(图5.9b)，则原体系就变成几何可变了。
结构力学求解器教程 一、软件界面介绍 1、命令窗口：所有命令都是在本窗口中输入。 2、观览器：浏览模型，和内力位移的窗口。点击“查看-观览器”可打开或关闭此窗口。 二、建模 建模由：节点+单元+位移约束+荷载条件+材料性质，5个命令组成。 1、节点 点击“命令-节点”出现下图，依次将模型的各点的坐标输入即可。 2、单元 点击“命令-单元”出现下图，将刚才输入的点连接起来，注意选好杆端的连接方
式。 3、位移约束 点击“命令-位移约束”出现下图，选取支座对应的节点码、制作类型、角度。 4、荷载条件 点击“命令-荷载条件”出现下图，平时主要用到单元荷载中的（1）集中力、（2）均布力。选择单元码，荷载的类型，输入荷载大小，集中力还需要调整在此单元上的位置，最后调整荷载方向。
5、材料性质 点击“命令-材料性质”出现下图，如果只求内力，则刚度可选择无穷大。求结构位移时需要输入抗拉刚度EA，E为弹性模量，以钢材为例弹性模量 E=2.06x105N/mm2=2.06x108105kN/m2，A为杆件横截面面积，抗拉刚度即为ExA的 值。抗弯刚度EI，E为弹性模量，I为界面惯性矩，以矩形截面为例I=bh3/12，b-截面宽，h-截面高。型材可在型材表中查得，或者在截面特性小软件中查的，ExI的值即为抗弯刚度。到此模型建立完成 三、计算结果
1、内力计算 点击“求解-内力计算”出现下图，点击结构，选择轴力、剪力或者弯矩，可在观览器中看到结构相应的计算结果，也可以在上面选择单元，单元中的某一点来查看具体的内力值。点击输入可得到txt文件格式的计算结果。 2、位移计算 点击“求解-位移计算”出现下图，点击结构，观览器中出现结构在荷载作用下的位移情况，同上一步也可以选择某一单元中的某点来查看具体位移，点击输出得到txt 文件格式的位移结果。
结构力学求解器教程文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
结构力学求解器教程 一、软件界面介绍 1、命令窗口：所有命令都是在本窗口中输入。 2、观览器：浏览模型，和内力位移的窗口。点击“查看-观览器”可打 开或关闭此窗口。 二、建模 建模由：节点+单元+位移约束+荷载条件+材料性质，5个命令组成。 1、节点 点击“命令-节点”出现下图，依次将模型的各点的坐标输入即可。 2、单元 点击“命令-单元”出现下图，将刚才输入的点连接起来，注意选好杆端 的连接方式。 3、位移约束 点击“命令-位移约束”出现下图，选取支座对应的节点码、制作类型、 角度。 4、荷载条件 点击“命令-荷载条件”出现下图，平时主要用到单元荷载中的（1）集中力、（2）均布力。选择单元码，荷载的类型，输入荷载大小，集中力还 需要调整在此单元上的位置，最后调整荷载方向。 5、材料性质 点击“命令-材料性质”出现下图，如果只求内力，则刚度可选择无穷
大。求结构位移时需要输入抗拉刚度EA，E为弹性模量，以钢材为例弹性模量E=mm2=m2，A为杆件横截面面积，抗拉刚度即为ExA的值。抗弯刚度 EI，E为弹性模量，I为界面惯性矩，以矩形截面为例I=bh3/12，b-截面宽，h-截面高。型材可在型材表中查得，或者在截面特性小软件中查的，ExI的值即为抗弯刚度。到此模型建立完成 三、计算结果 1、内力计算 点击“求解-内力计算”出现下图，点击结构，选择轴力、剪力或者弯 矩，可在观览器中看到结构相应的计算结果，也可以在上面选择单元，单元中的某一点来查看具体的内力值。点击输入可得到txt文件格式的计算结果。 2、位移计算 点击“求解-位移计算”出现下图，点击结构，观览器中出现结构在荷载 作用下的位移情况，同上一步也可以选择某一单元中的某点来查看具体位移，点击输出得到txt文件格式的位移结果。 四、注意事项 1、结构力学求解器中没有给定单位，所有单位均要自己统一，例如以 标准单位m、kN为例，输入节点的坐标时单位为m，输入荷载单位为kN、kN/m、kN/m2，弹性模量E单位为kN/m2，截面面积A单位为m2，截面惯性矩I单位为m4。最后计算得到的结构内力单位分别为轴力、剪力（kN）、弯矩（kN*m）、位移（m）。 2、输入新命令时光标必须位移新的一行的行首，点击内力计算，位移
第八章力法 本章主要内容 1）超静定结构的超静定次数 2）力法的解题思路和力法典型方程（显然力法方程中所有的系数和自由项都是指静定基本结构的位移，可以由上一章的求位移方法求出（图乘或积分）） 3）力法的解题步骤以及用于求解超静定梁刚架桁架组合结构（排架） 4）力法的对称性利用问题，对称结构的有关概念四点结论 5）超静定结构的位移计算和最后内力图的校核 6） §8-1超静定结构概述 一、静力解答特征： 静定结构：由平衡条件求出支反力及内力； 超静定结构的静力特征是具有多余力，仅由静力平衡条件无法求出它的全部（有时部分可求）反力及内力，须借助位移条件（补充方程，解答的唯一性定理）。 二、几何组成特征：（结合例题说明） 静定结构：无多余联系的几何不变体 超静定结构：去掉其某一个或某几个联系（内或外），仍然可以是一个几何不变体系，如桁架。即：超静定结构的组成特征是其具有多余联系，多余联系可以是外部的，也可能是内部的，去掉后不改变几何不变性。 多余联系（约束）：并不是没有用的，在结构作用或调整结构的内力、位移时需要的，减小弯矩及位移，便于应力分布均匀。 多余求知力：多余联系中产生的力称为 三、超静定结构的类型（五种） 超静定梁、超静定刚刚架、超静定桁架、超静定拱、超静定组合结构 四、超静定结构的解法 综合考虑三个方面的条件： 1、平衡条件：即结构的整体及任何一部分的受力状态都应满足平衡方程； 2、几何条件：也称变形条件、位移条件、协调条件、相容条件等。即结构的变形必须 符合支承约束条件（边界条件）和各部分之间的变形连续条件。 3、物理条件：即变形或位移与内力之间的物理关系。 精确方法： 力法（柔度法）：以多余未知力为基本未知量 位移法（刚度法）：以位移为基本未知量。 力法与位移法的联合应用： 力法与位移法的混合使用：混合法 近似方法：
SM Solver 简明教程 编者: Local HUST 2009年3月31号
第一部分：绪论 在绪论里我想说明两个问题，一个是一些题外的话，一个就是求解器的功能的说明。 结构力学求解器即SM Solver是一个很轻巧的计算软件，但是其功能相对来说来是比较强大的，其实它的操作并不复杂（相对其它一些工程上常用的计算软件来说，如ANSYS），但是我在学习的过程中却发现结构力学求解器的教程还真的是不多，在校图书馆里查找了一下没有相关的书籍，在网上百度了一下没有发现在什么有用的东西，我想是因为这个软件很简单没有必要专门写个教程，但是我想一个教程对一个初学者来说还是很有用的，我便有这样一个自己试着去写一个简教程的想法，于是我就小小的研究了下这个程序。来给出一些简单的供初学者入门的指导。当然由于我个人的水平有限再加上研究的时间也不长可能给大家写的东西只是一些很粗糙的很表面的，希望大家在读的过程中能够够给我多多提提宝贵的意见和建议帮助我进步，也帮助进一步的完善这个教程。 对于结构力学求解器有很多的版本，为了明确期间，这里先简单的介绍一下我用的这个求解器的版本。 这个版本的相关信息： SM Solver for student 版本1.5（学生版） ISBN 7-900015-23-X 清华大学土木系结构力学考研室研制 高等教育出版社出品 为什么要选择这个版本有以下几个原因： 一：因为这个教程我主要面对学生的，所以在些选这个版本还是比较合适的。二：这个版本的求解器是我们在学习阶段比较好的一个选择，简单易学。
三：这个版本的功能还是可以的，能够解决我们平时学习中遇到的问题。 四：软件之间都是相通的，精通一个其它的自己完全可以去学习，因为已经有了基础。 这个教程内容不多，为了更好的帮助大家理解，在编排的过程中我在其中插入了好多截取的实例图片，这个能够更好的的去让大家学习实际的操作以及每一步操作人机交互的结果界面。 程序功能 SM Solver是结构力学辅助分析计算的通用程序。其主要功能如下。 自动求解功能： (1) 平面体系的几何组成分析，对于可变体系可静态或动画显示机构模态； (2) 平面静定结构和超静定结构的内力计算和位移计算，并绘制内力图和位移图； (3) 平面结构的自由振动和弹性稳定分析，计算前若干阶频率和屈曲荷载，并静态或动画显示各阶振型和失稳 模态； (4) 平面结构的极限分析，求解极限荷载，并可静态或动画显示单向机构运动模态； (5) 平面结构的影响线分析，并绘制影响线图； 智能求解功能： (1) 平面体系的几何构造分析：按三刚片法则求解，给出求解步骤； (2) 平面桁架的截面法：找出使指定杆为截面单杆的所有截面； (3) 平面静定组合结构智能求解：给出求解步骤； 其它辅助功能： (1) 强大的命令文档编辑及文件读写功能。 (2) 二维结构的图形显示； (3) 分析求解结果的数值显示、图形显示和动画显示。 几何组成
结构力学静定结构与超静定结构建筑类 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
1、静定与超静定结构的概念:无多余约束的几何不变体系是静定结构 静定结构：由静力平衡方程可求出所有内力和约束力的体系 有多余约束的几何不变体系是超静定结构 超静定结构：由静力平衡方程不能求出所有内力和约束力的体系. 瞬变体系不能作为结构:瞬变体系的主要特性为: 1.可发生微量位移,但不能继续运动 2.在变形位置上会产生很大内力 3.在原位置上,一般外力不能平衡 4.在特定荷载下,可以平衡,会产生静不定力 5.可产生初内力. 常变体系是一种机构而不是结构 2、静定结构的内力分析方法 几何特性：无多余联系的几何不变体系 静力特征：仅由静力平衡条件可求全部反力内力 求解一般原则：从几何组成入手，选择合适的隔 离体，使得一个隔离体上未知力的个数不超过三个，如果力系为平面汇交力系，则不应超过两个。一般按照几何组成的相反顺序分析。 一、单跨梁的内力分析 弯矩、剪力、荷载集度之间的微分关系 1.无荷载分布段(q=0),Q图为水平线，M图为斜直线。 2.均布荷载段(q=常数)，Q图为斜直线,M图为抛物线,且凸向与荷载指向相同。 3.集中力作用处,Q图有突变，且突变量等于力值; M图有尖点,且指向与荷载相同。
4.集中力偶作用处，M图有突变，且突变量等于力偶值; Q图无变化。 内力计算的关键在于:正确区分基本 部分和附属部分. 熟练掌握单跨梁的 计算. 单体刚架(联合结构)的支座反力(约 束力)计算 方法:切断约束，取一个刚片为隔离 体，假定约束力的方向，由隔离体的平衡建立三个平衡方程。 四.刚架弯矩图的绘制做法:拆成单个杆,求出杆两端的弯矩,按与单跨梁相同的方法画弯矩图. 分段定点连线 六.由做出的剪力图作轴力图 做法: 逐个杆作轴力图,利用结点的平衡条件,由已知的杆端剪力和求杆端轴力,再由杆端轴力画轴力图.注意:轴力图画在杆件那一侧均可,必须注明符号和控制点竖标.
结构力学求解器（使用指南） 结构力学求解器（SM Solver of Win dows）是一个关于结构力学分 析计算的计算机软件， 其功能包括求解平面杆件结构（体系）的几何组成、静定和超静定 结构的内力、位移，影响 线.口出掘动的口振频率和张型,以及弹性稳定等结构力学课程中 所涉及的绝大部分问题. 对几何可变休系可作静态或动态显示机构模态；能绘制结构内力 图和位移图；能静态或动态 显小结构口由振动的各阶振型和弹性稳是分析的失稳模态;能绘 制结构的影响线图. 该软件的版本为V1.5.清华大学土木系研制.高教出版社发行. 」.运行环境 Windows 98/NT. 8M 内存.2M 硬盘空间. —.装机与运行 将软件光盘置入光驱，在Windows环境下运行光盘上的 SMsetup.exe,然后按提示操作 即可完成装机.装机完成后，桌面上将出现一个名为”求解器"的 图标.双击桌面上的 "求解器"图标,再单击软件的封面，便可使用该求解器.
-.输入数据 先对结构的结点及单元进行编码，然后按以下诸项输入数据： 1.结点定义 N,Nn,x,y Nn---结点编码； x---结点的x坐标； y---结点的y坐标. 结构整体坐标系为xoy, 一般取结构左下支座结点为坐标原点 (0,0). 2.结点生成(即成批输入结点坐标) NGEN,Nge n,Ni ncr,N1,N2,N12i ncr,Dx,D Y Ngen---结点生成的次数； Nincr---每次生成的结点码增量； N1、N2---基础结点范围； N12incr---基础结点的编码增量； Dx,DY---生成结点的x ,y坐标增量. 3.单元定义 E，N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,DOF22,DOF23]
一、实验目的 结构力学求解器（SM Solver for Windows）是一个面向教师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软件。其软件界面方便友好、内容体系完整、功能完备通用，可作为毕业设计结构计算部分之用。它能够有效地解决计算过程中的繁琐，将重复计算变为简单的计算机计算。 二、实验仪器和设备 本指导书只对土木工程专业钢结构中的部分计算做了简单的介绍。软件使用步骤如下： 1.输入平面结构体系。 A.问题定义，给定项目的文件名。 B.输入节点，输入前应先对结构的整体节点进行编号，编号应具有一定的规则。 C.单元输入。 D.位移约束输入，输入支座的约束情况。 E.输入作用在单元或节点上的荷载。 F.输入材料性质，输入梁或柱的抗压刚度和抗弯刚度。 2.对结构求解 针对相关要求，我们在此仅对结构内力、位移及弹性稳定问题进行求解。 3.保存文件，给文件命名。 4.注意：输入的单位应按国际单位。力：kN；力偶kN·m；均布荷载kN/m； EA：kN；EI：kN·m2。 三、实验步骤 （一）已知p=9kN,q=15kN/m,梁为18号工字钢，I=1660cm4，h=18cm，A=30.6cm2，E =210Gpa。 求C点挠度。 解： 结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,1.5,0 结点,4,-0.9,0 单元,4,1,1,1,1,1,1,1 单元,1,3,1,1,1,1,1,1
单元,3,2,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,1,0,0 单元荷载,3,3,15,0,1,90 单元荷载,2,3,15,0,1,90 结点荷载,4,1,9,-90 单元材料性质,1,3,642600,3486,0,0,-1 C点挠度，0.00323123m,竖直向下 （二）已知梁为18号工字钢，I=1660cm4，h=18cm，A=30.6cm2，E =210Gpa，两端作用有轴向压力F。求其临界力F cr。 解： 结点,1,0,0 结点,2,1,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,1,1,0,0 结点荷载,1,1,1,0 结点荷载,2,1,1,180 屈曲荷载参数,10,1,0.00000005 单元材料性质,1,1, 642600,3486,0,0,-1
力法求解超静定结构 的步骤：
第八章力法 本章主要内容 1）超静定结构的超静定次数 2）力法的解题思路和力法典型方程（显然力法方程中所有的系数和自由项都是指静定基本结构的位移，可以由上一章的求位移方法求出（图乘或积分）） 3）力法的解题步骤以及用于求解超静定梁刚架桁架组合结构（排架） 4）力法的对称性利用问题，对称结构的有关概念四点结论 5）超静定结构的位移计算和最后内力图的校核 6） §8-1超静定结构概述 一、静力解答特征： 静定结构：由平衡条件求出支反力及内力； 超静定结构的静力特征是具有多余力，仅由静力平衡条件无法求出它的全部（有时部分可求）反力及内力，须借助位移条件（补充方程，解答的唯一性定理）。 二、几何组成特征：（结合例题说明） 静定结构：无多余联系的几何不变体 超静定结构：去掉其某一个或某几个联系（内或外），仍然可以是一个几何不变体系，如桁架。即：超静定结构的组成特征是其具有多余联系，多余联系可以是外部的，也可能是内部的，去掉后不改变几何不变性。 多余联系（约束）：并不是没有用的，在结构作用或调整结构的内力、位移时需要的，减小弯矩及位移，便于应力分布均匀。 多余求知力：多余联系中产生的力称为 三、超静定结构的类型（五种） 超静定梁、超静定刚刚架、超静定桁架、超静定拱、超静定组合结构 四、超静定结构的解法 综合考虑三个方面的条件： 1、平衡条件：即结构的整体及任何一部分的受力状态都应满足平衡方程； 2、几何条件：也称变形条件、位移条件、协调条件、相容条件等。即结构的变形必须 符合支承约束条件（边界条件）和各部分之间的变形连续条件。 3、物理条件：即变形或位移与内力之间的物理关系。 精确方法： 力法（柔度法）：以多余未知力为基本未知量 位移法（刚度法）：以位移为基本未知量。 力法与位移法的联合应用： 力法与位移法的混合使用：混合法
第十章静定结构和超静定结构 课题：第一节结构的计算简图 [教学目标] 一、知识目标： 1、理解结构计算简图的作用和意义。 2、掌握结构计算简图基本的简化方法。 二、能力目标： 通过对结构计算简图的讲解，提高学生分析问题的能力。 三、素质目标： 培养学生善于区分事物的主要矛盾和次要矛盾 [教学重点] 1、支座的简化和节点的简化。 2、计算简图的概念和要求。 [难点分析] 计算简图简化的原理。 [学生分析] 学生由于缺乏实际工程知识，不太理解计算简图的作用以及这种分析方法。[辅助教学手段] 理论联系实际、分析、讨论的方法 [课时安排] 1课时 [教学内容] 一、导入新课 何谓结构？结构的举例。通过启发学生联系工程实例，理解结构的概念。 二、新课讲解 1．结构的计算简图 2．结构的计算简图应满足的要求 （1）基本上反映结构的实际工作性能 （2）计算简便 3．实际结构的计算简图的简化 （1）支座的简化 三种形式；简支梁、阳台、柱的实例。 （2）节点的简化 铰节点和刚节点的特点及其应用 （3）构件的简化 实际上是力学中杆件的简化
（4）荷载的简化 集中荷载和均布荷载 三、讨论 1 牛腿柱的计算简图 2 雨蓬的计算简图 四、小结 在结构设计中，选定了结构的计算简图后，在按简图计算的同时，还必须采取相应的措施，以保证实际结构的受力和变形特点与计算简图相符。 五、作业 思考题：1 课题：第二节平面结构的几何组成分析 [教学目标] 一、知识目标： 1、理解几何组成分析的作用和意义。 2、了解结构从几何组成的观点的分类。 3、了解结构几何组成分析的规则和方法。 4、了解静定结构和超静定结构的概念。 5、会对简单结构进行几何组成分析。 二、能力目标： 通过对结构几何组成分析的讲解，提高学生分析问题的能力。 三、质目标： 培养学生善于区分事物的主要矛盾和次要矛盾 [教学重点] 1、几何组成分析的意义和结果。 2、几何组成分析的方法。 [难点分析] 结构几何组成分析的概念和方法都比较抽象，尤其是方法，学生学习起来比较困难。讲解时，淡化理论，结合例题讲解。 [学生分析] 学生由于对自由度、钢片、约束的概念比较生疏，所以理解这节内容比较困难，因而，讲解时，突出重点，难点内容只做介绍。 [辅助教学手段] 理论联系实际、分析、讨论的方法 [课时安排] 2课时
静定结构与超静定结构静力常用计算公式 一、短柱、长柱压应力极限荷载计算公式 1、短柱压应力计算公式 荷载作用点 轴方向荷载 A F = σ bh F = σ 偏心荷载 ) 1(2 1x Y i ye A F W M A F - = -= σ )1(2 2 x Y i ye A F W M A F + =+ =σ )61(2,1h e bh F ± = σ 偏心荷载 ) 1(2 2x y y x x x y Y i ye i xe A F I x M I x M A F ± ±= ?± ?± = σ ) 661(b e h e bh F y x ± ± = σ 长短柱分界点如何界定？ 2、长柱方程式及极限荷载计算公式 支座形式 图 示 方 程 式 极限荷载 一般式 n=1 两端铰支 β=1 y a dx y d ?=2 2 2 ax B ax A y sin cos += y F M EI F a ?== ,2 EI l n 2 2 2 π EI l 2 2π 一端自由他端固定 β=2 y a dx y d ?=2 2 2 ax B ax A y sin cos += EI l n 2 2 24)12(π - EI l 2 24π
y F M EI F a ?== ,2 两端固定 β=0.5 )(2 2 =- +F M y a dx y d A F M ax B ax A y A + +=sin cos A M y F M EI F a +?-== ,2 EI l 2 2 4π EI l 2 2 4π 一端铰支他端固定 β=0.75 )(2 2 2 x l EI Q y a dx y d -= ?+ ) (sin cos x l F Q ax B ax A y -+ +=水平荷载 -= Q EI F a ,2 —— EI l 2 2 7778.1π 注：压杆稳定临界承载能力计算公式：EI l P cr 2 2) (βπ = 二、单跨梁的反力、剪力、弯矩、挠度计算公式 1、简支梁的反力、剪力、弯矩、挠度计算公式 荷载形式 M 图 V 图 反力 2 F R R B A = = L Fb R A = L Fa R B = 2 qL R R B A = = 4 qL R R B A = = 剪力 V A =R A V B =-R B V A =R A V B =-R B V A =R A V B =-R B V A =R A V B =-R B
结构力学求解器使用指南 将《结构力学求解器.rar》解压即可使用，无需安装。 1. 双击smsolver.exe。 2. 在出现的页面上任意位置单击。 3. 出现“编辑器”和“观览器”两个图框。如果看不到“观 览器”，则在“编辑器”里单击“查看”→“观览器”。 “编辑器”用于输入命令流，“观览器”用于显示图形。 4. “编辑器”里“命令”菜单用于所有命令的输入，依次输 入顺序：结点→单元→位移约束（也就是支座条件）→荷 载条件→材料性质。如果需要在图中显示尺寸，则单击命 令→尺寸线。 “编辑器”里“求解”菜单用于计算。 算例：如右图 1. 单击命令→结点，在结点对话框里输入结点坐标，先预 览再应用，预览时在观览器里会出现对应的点，如果点的位置正确，再应用，应用之后编辑器里会出现刚才关于结点输 入的命令流。如果应用之后发现不正确，将光标放在编辑器里需要修改的命令行，单击命令→修改命令即可。 根据结点坐标依次输入所有结点。输入完毕后，观览器里会显示所有输入的结点，检查无误，单击关闭，进入下一 步。
2. 单击命令→单元，出现单元对话框，单元连接结点为第一步结点定义时所输入的结点码， 一般是计算机自动生成的，也就是观览器中显示的阿拉伯数字，连接结点方式按实际输入， 在相应下拉按钮选择。 按照原图依次输入所有单元。输入完毕后，观览器里会显示所有输入的单元，检查无误，单击关闭，进入下一步。
3. 单击命令→位移约束，出现位移约束对话框，约束类型分为结点约束和杆端约束，选择 结点约束时，需要输入相应的结点支座信息，其中结点码为观览器中的阿拉伯数字编码，支座类型为对话框上方六种类型，按照实际类型选择相应的数字，支座性质分为刚性和弹性， 一般选择刚性，弹性支座是指弹簧之类刚度为有限值的支座。支座方向从下拉按钮中选择， 0度表示与对话框上方支座类型图示方向相同，逆时针转为正值方向，（水平、竖向、转角）位移为实际支座移动值。 按照原图依次输入所有支座。输入完毕后，观览器里会显示所有输入的支座，检查无误，单击关闭，进入下一步。 4. 单击命令→荷载条件，出现荷载条件对话框，输入方法与上一步“位移约束”基本相同。 其中单元码是观览器中带小括号的阿拉伯数字编码，大小为实际荷载值。
结构力学求解器 三维空间杆系输入和显示 ?与2D求解器一致的半图形输入风格：对话框输入、修改、预览、应用 ?OpenGL三维图形快速显示技术：缩放、旋转、平移 ?图层技术：标注文本永远面向用户 空间杆系几何构造分析 ?可变体系、不变体系的判定 ?常变体系、瞬变体系的判定 ?多余约束数、体系自由度数的确定 ?可变体系的机构模态的三维动画显示 空间桁架、刚架的静力分析 ?铰结点、刚结点 ?铰支座、固定支座 ?集中荷载、均布荷载、线性分布荷载 ?位移、内力、反力计算及其数值显示和三维图形显示 ?计算结果输出到文本文件 更新说明：(11.03) ?三维浏览：观览器上双击鼠标，即可在旋转、平移、缩放三种模式之间依次切换，鼠标光标的形状随之改变。 ?复合结点：允许刚结点和铰结点组成的复合结点。 ?文本功能：添加文本功能，文本在观览器中的位置不随三维观览而改变。 ?三维优化：对三维图形显示进一步优化，全屏幕观览更加流畅。 ?纠错完善：纠正若干小错误，多处做了完善。
说明：此试用版也是测试版、征求意见版。在提供期限内，正式版本发布前，将根据用户意见随时更新，请关注版本日期。 欢迎广大用户多多发现问题并提出宝贵意见和建议。用户意见请用Email发到：SMSupport@https://www.doczj.com/doc/163606518.html, A.钢架中,什么样为铰接,什么为钢结 最简单的方法就是，看钢架柱脚部分连接板的大小柱角连接板大的就是钢接一般铰接连接板没有筋板的。饺接的支座,没有弯矩M,只有水平和竖向反力. 刚接的支座除了水平和竖向反力外,还有弯矩M. b.结构简化时用螺栓连接的时铰接还是钢接 基本可以估计一下：仅在腹板有连接的，就是铰接；腹板和翼缘都有连接的，就是刚接。 C.铰接是指连接的两杆件可以有相对的转角，可以自由的转动。而刚接是指连接的两杆件不能有相对的转角，即它们的角位移是相等的。在实际的工程中，很多都不是严格意义上的铰接和刚接，就比如说钢结构厂房柱脚的铰接，通常的做法是两个螺栓或四个螺栓，虽然我们计算的时候按完全铰接（即认为弯矩等于零）来处理，但其实它还是承担一部分弯矩的。实际上，绝大部分的连接都是半刚性连接，也就是界于铰接和刚性连接之间得连接，在弯矩作用下，连接各杆件之间有相对转角。转角的大小由弯矩的大小以及连接节点的转动刚度决定。在弹性阶段转角与弯矩呈线性关系，当弯矩达到超过某一值时两者呈非线性关系。转角和弯矩的曲线关系可以由连接节点的类型，各构造细部尺寸、材料特性等因素确定。半刚性连接、刚接和铰接是根据弯矩转角曲线人为划分的。 刚性连接的做法有：栓焊、全焊和上下翼缘T形短钢连接；铰接连接有：梁腹板与柱用角钢或端板连接；半刚性连接有：螺栓端板连接，上下翼缘角钢连接。 除了节点的形式，连接的刚性与节点的构造很有关系。例如门式刚架中常用的螺栓端板连接，螺栓端板连接可作为刚性连接，但连接的刚度和螺栓级别、螺栓个数、螺栓预紧力大小、端板是否外伸、端板厚度、柱上有无加劲肋等因素有关。 一.说白了，是一款力学软件，工程上我们可以用它在计算工程问题。比如你老师布置的作业和习题，所有的静定静不定问题，都可以解决。你只需要输入相应的点坐标，数据，杆长等，他就能自动画出弯矩图，轴力图还有其他的这图那图的，以及各个杆件的内力大小……再通俗点讲，他就相当于小学生用的计算器！ 二.结构力学求解器（SM Solver）是一个面向教师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软件，其求解内容包括了二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精确解答。本软件界面方便友好、内容体系完整、功能完备通用，可供教师拟题、改题、演练，供学生作题、解题、研习，供工程技术人员分析、设计、计算之用。