用midas学结构力学

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1、0目目 录录1连续梁分析 / 22桁架分析 / 203拱结构分析 / 39 4框架分析 / 57 5受压力荷载的板单元 / 77 6悬臂梁分析 / 97 7弹簧分析 / 120 8有倾斜支座的框架结构 / 141 9强制位移分析 / 162 10预应力分析 / 17911P- 分析 / 18812热应力分析 / 209 13移动荷载分析 / 233 14特征值分析 / 247 15反应谱分析 / 261 16时程分析 / 281 17屈曲分析 / 30511.1. 连续梁分析连续梁分析概述概述比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载（上下面的温差）时的反力、位移、内力。 3跨连续两次超静定3

2、跨静定3跨连续1次超静定2图 1.1 分析模型3材料材料钢材: Grade3Grade3截面截面数值 : 箱形截面 40020012 mm荷载荷载1. 均布荷载 : 1.0 tonf/m2. 温度荷载 : T = 5 (上下面的温度差)设定基本环境设定基本环境打开新文件，以连续梁分析连续梁分析.mgb.mgb为名存档。单位体系设定为m m和tonftonf 。 文件/ 新文件新文件文件/ 存档存档 ( (连续梁分析连续梁分析 ) )工具 / 单位体系单位体系长度 m m ; 力 tonftonf 图 1.2 设定单位体系4设定结构类型为 X-Z 平面。模型 / 结构类型结构类型 结构类型结构类

3、型 X-ZX-Z 平面平面 设定材料以及截面设定材料以及截面材料选择钢材GB（S） （中国标准规格） ，定义截面。 模型 / 材料和截面特性 / 材料材料名称( ( Grade3)Grade3)设计类型 钢材钢材规范 GBGB(S)(S) ; 数据库 G Grade3rade3 模型 / 材料和截面特性 / 截面截面截面数据截面数据截面号 ( ( 1 1 ) ) ; 截面形状 箱形截面箱形截面 ;用户：如图输入 ; 名称 4002001240020012 5图 1.3 定义材料 图 1.4 定义截面建立节点和单元建立节点和单元为了生成连续梁单元，首先输入节点。正面正面, , 捕捉点捕捉点 (关

4、), 捕捉轴线捕捉轴线 (关) 捕捉节点捕捉节点 (开), 捕捉单元捕捉单元 (开), 自动对齐自动对齐模型 / 节点 / 建立节点建立节点坐标 ( x, y, z ) ( ( 0,0, 0,0, 0 0 ) ) 选择选择“数据库数据库”中的任中的任 意材料，材料的基本特意材料，材料的基本特 性值（弹性模量、泊松性值（弹性模量、泊松 比、线膨胀系数、容重比、线膨胀系数、容重 ）将自动输出。）将自动输出。参照用户手册的参照用户手册的“ 输入单元时主要考输入单元时主要考 虑事项虑事项”6图 1.5 建立节点7用扩展单元功能来建立连续梁。 模型 / 单元/ 扩展单元扩展单元全选全选扩展类型 节点节点

5、 线单元线单元单元属性 单元类型 梁单元梁单元 材料 1:Grade31:Grade3 ; 截面 1:1: 400*200*12400*200*12 ; Beta 角 ( ( 0 0 ) )生成形式 复制和移动复制和移动 ; 复制和移动复制和移动 任意间距任意间距方向 x x ; 间距 ( ( 35/3,35/3, 810/8,810/8, 35/335/3 ) ) 图 1.6 建立单元XZ输入梁单元输入梁单元. . 关于梁关于梁 单元的详细事项参照单元的详细事项参照 在线帮助的在线帮助的 “ “单元类单元类 型型” ”的的 “ “梁单元梁单元” ” 部分部分8输入边界条件输入边界条件3维空间

6、的节点有6个自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。但结构类型已设定为X-Z平面（程序将自动约束Y方向的位移Dy和绕X轴和Z轴的转动Rx,Rz） ，所以只剩下3个自由度 (Dx, Dz, Ry)。铰支座约束自由度Dx, Dz, 滚动支座约束自由度 Dz。模型 /边界条件 / 一般支承一般支承节点号节点号 (开)单选单选 (节点 : 4 4 ) 选择添加添加 ; 支承条件类型 Dx,Dx, DzDz (开) 单选单选(节点: 1,1, 12,12, 1515 ) ; 支承条件类型 DzDz (开) 图 图1.7 输入边界条件9输入荷载输入荷载定义荷载工况定义荷载工况为输入均布荷

7、载和温度荷载，首先定义荷载工况荷载 / 静力荷载工况静力荷载工况名称 (均布荷载) ; 类型 用户定义的荷载用户定义的荷载（USER）名称 (温度荷载) ; 类型 用户定义的荷载用户定义的荷载（USER） 10图1.8 输入荷载条件11输入均布荷载输入均布荷载 给连续梁施加均布荷载 1 tonf/m。 荷载 / 梁单元荷载（单元）梁单元荷载（单元）节点号节点号 (关)全选全选荷载工况名称 均布荷载 ; 选择 添加添加荷载类型均布荷载均布荷载 ; 方向整体坐标系整体坐标系 Z Z ; 投影否否数值 相对值相对值 ; x1 ( ( 0 0 ) ) ; x2 ( ( 1 1 ) ) ; W ( (

8、-1-1 ) ) 荷载方向与整体坐荷载方向与整体坐 标系标系Z Z轴方向相反轴方向相反 ，输入荷载为，输入荷载为“-1”“-1” 。12图 1.9 输入均布荷载13输入温度荷载输入温度荷载 输入连续梁的上下面温度差(T = 5)。输入温度差后，根据材料的热膨胀系数、温差引起的梁截面产生的应力考虑为荷载。显示显示 梁单元荷载（关）梁单元荷载（关）荷载 / 温度梯度荷载温度梯度荷载全选全选荷载工况名称 温度荷载 ; 选择 添加添加 ; 单元类型 梁梁温度梯度 T2z-T1z ( ( 5 5 ) ) 14图 1.10 输入温度荷载 15复制单元复制单元复制连续梁(模型 1)来建立多跨静定梁(模型 2

9、,模型 3)。为了同时复制连续梁(模型1)均布荷载、温度荷载、边界条件，使用复制节点属性复制节点属性和复制单元属性复制单元属性功能。 显示显示边界条件一般支承一般支承 (开)模型 / 单元 / 单元的复制和移动单元的复制和移动全选全选 形式 复制复制 ; 移动和复制 等间距等间距dx, dy, dz ( ( 0,0, 0,0, -5-5 ) ) ; 复制次数 ( ( 2 2 ) )复制节点属性复制节点属性 (开), 复制单元属性复制单元属性 (开) 图 1.11 复制单元模型模型 1模型模型 2模型模型 316输入铰接条件输入铰接条件 在复制的连续梁输入内部铰支座来建立多跨静定梁。 在梁单元的

10、端部使用释放梁端约束释放梁端约束功能来生成铰接条件。模型 / 边界条件/释放梁端约束释放梁端约束单元号单元号(开)单选单选 ( 单元 : 19,19, 23,23, 3333 )选择 添加添加/ /替换替换 选择释放和约束比率 j-节点 MyMy (开), MzMz (开) (或 ) 图 1.12 输入铰支支座运行结构分析运行结构分析对连续梁和多跨静定梁运行结构分析。分析 / 运行分析运行分析模型模型 1 模型模型 2模型模型 3关于内部铰支的详关于内部铰支的详 细说明参照在线帮细说明参照在线帮 助的助的 “ “释放梁端约束释放梁端约束 ” ” 部分部分生成梁单元时，随着先生成梁单元时，随着先

11、 指定的指定的i i节点和后指定节点和后指定 的的j j节点的生成决定坐节点的生成决定坐 标系。标系。 只只要要在在图图标标菜菜单单显显示示 的的单单元元表表单单下下打打开开单单元元 坐坐标标轴轴和和局局部部方方向向就就可可 以以确确认认。17查看分析结果查看分析结果查看反力查看反力比较均部荷载作用下连续梁和多跨静定梁的反力。单元号单元号(关)显示显示边界条件 一般支承一般支承 (关), 释放梁端约束释放梁端约束(开) 结果 / 反力和弯矩反力和弯矩荷载工况/荷载组合 ST:ST:均布荷载 ; 反力 FXYZFXYZ显示类型 数值数值(开), , 图例图例 (开)数值 小数点以下位数 ( (

12、1 1 ) ) ; 指数型指数型(关) ; 适用于选择确认时适用于选择确认时(开) 图 1.13 均布荷载引起的反力 18以表格的形式查看均布荷载引起的的反力。比较外荷载总合和反力的总合来查看模型的建立和荷载的输入是否恰当。例题Z轴方向荷载为1.0 tonf/m220 m3 = 60 tonf，与表格中Z轴方向的反力（FZ）总和相等。结果 / 分析结果表格 / 反力反力荷载组合 均布荷载(ST)(ST) (开) ; 温度荷载(ST)(ST) (关) 图 1.14 反力结果表格19比较对温度荷载的反力。结果 / 反力和弯矩荷载工况/荷载组合 ST:ST:温度荷载 ; 反力 FXYZFXYZ显示类

13、型 数值数值 (开), , 图例图例 (开) 图 1.15 温度荷载产生的反力模型模型 1模型模型 320查看变形图查看变形图 查看温度荷载产生的变形图。 DXZ=. 22DZDX显示显示边界条件 一般支承一般支承 (开) 结果 / 变形 / 变形形状变形形状荷载工况/荷载组合 ST:ST:温度荷载温度荷载 ; 变形 DXZDXZ显示类型变形前变形前 (开), 图例图例 (开) 图 1.16 温度荷载产生的变形图模型模型 1 模型模型 2模型模型 321查看内力查看内力查看均布荷载产生的结构的弯矩。 结果 / 内力 / 梁单元内力图梁单元内力图荷载工况/荷载组合 ST:ST:均布荷载 ; 内力

14、 MyMy选择显示 5 5 点点 ; 不涂色不涂色 ; 系数 ( ( 2.02.0 ) )显示类型 等值线等值线 (开), 数值数值 (开), 图例图例 (开)数值 小数点以下位数( ( 1 1 ) ) ; 指数型指数型(关) ; 适用于选择确认时适用于选择确认时(开) 多跨静定梁(模型 2)与连续梁(模型 1)相比，可以看出跨中弯矩减小，但支点弯矩增大的情况。还可以看出，设有一个铰的多跨静定梁（模型3）的铰支点弯矩与（模型2）类似，无铰部分的弯矩与（模型1）类似。图 1.17 节点荷载产生的弯矩22查看温度荷载产生的弯矩。温度荷载产生的变形图(图1.16)中，可以看出模型2两边的悬臂梁与中间的简支梁的变形是相互独立的。温度荷载不会约束梁的变形，所以也不会产生内力。结果 / 内力 / 梁单元内力图梁单元内力图荷载工况/荷载组合 ST:ST:温度荷载 ; 内力 MyMy显示选项 精确解精确解 ; 不涂色不涂色 ; 放大 ( ( 2.02.0 ) )显示类型 等值线等值线 (开), 数值数值 (开) 数值 小数点以下位数( ( 1 1 ) ) ; 指数型指数型(关) ; 适用于选择确认时适用于选择确认时(开) 图 1.18 温度荷载产生的弯矩图23习题习题1. 请查看如下图相同跨径(span)的简支梁，多跨静定梁，连续梁及支点部分加强的梁的正弯矩依次减小，而负弯矩依次增大。 8