Sap2000 课程作业题目一:不同荷载的作用及工况的考虑计算图1所示三个单元和四个结点的静定刚架,在不同荷载作用下的结点位移和内力图 工况一:结构自重工况2整体坐标系下的分布及集中荷载 工况3整体坐标系下节点荷载 工况4整体坐标系下均布荷载工况5局部坐标系下单元均布荷载 工况6局部坐标系下单元均布荷载 工况7局部坐标系下集中荷载荷载一、 建立模型:1、 选择计算量纲为KN,m,C2、 点击File→New Model,出现摸板图案→点击Beam,在数据输入编辑器中输入:跨度数=2,每一跨长度=5→确定Restraints没有勾选→OK并叉掉三维显示窗口3、 选中右边杆件→从Edit菜单中选Replicate出现复制菜单窗口→单击Radial→选中Parallel to Y→在Angle里填入90度(另一个-36.87度)→然后删掉右边单元4、 选中左边单元的左端点→按鼠标右键出现点的信息→将X坐标改成-2二、 从定义菜单Define中完成以下工作:1. 定义材料:Define →Material→选钢STEEL→点击Modify/Show Material可查看有关钢的弹性模量及泊松比,修改钢的弹性模量为.2. 定义截面。
Define→Frame Sections→Add/Wide Flange下选择 Add Rectangular→Add New Property→用默认名 在Material 域选Steel→在Dimensions域Depth 和 Width都改成0.3→点OK3. 定义计算荷载的工况,Define →Load Case→程序默认工况名为:DEAD,用其默认值→OK 三、 从赋值菜单Assign中完成以下工作:1、 修改约束:选中点3 →Assign→Joint→Joint Restraints中只对Translation1打勾→OK2、 选中点1 →Assign→Joint→Joint Restraints→点击绞支座→OK3、 赋截面特征选中工具栏中的all,杆件呈虚线状态→Assign→ Frame/Cable Section指定杆件的材料几何特性→按OK四、 从分析菜单Analyze中完成以下工作1、 设置结构分析类型:由Analyze→Set Analysis Options出现图窗口选择平面结构按→OK2、 运行程序:Analyze→Run Analysis→在弹出来的对话框中点MODAL→点 Run/Do Not Run Case→Run Now。
五、 显示分析结果:工况一:运行结果如下图: 变形图 弯矩图 剪力图工况二:需要作如下修改1. 点击 define→Load cases 命令来显示Define Loads对话框在此对话框内Self Weight Multiplier内输入 0→点击Modify Load键→OK退出2. 选择节点4→点击Assign→Joint Loads→Forces出现Joint Forces 对话框,在此对话框在loads域的Z 编辑格内输入-45→OK 3. 选择杆件3→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD→在 Uniform Loads域,输入 28→ok 运行结果如下图: 变形图 弯矩图 剪力图工况三:需要作如下修改选择节点2→点击Assign→Joint Loads→Forces出现Joint Forces 对话框,在此对话框在loads域的Force Global Z编辑格内输入-78,Moment about Global Y编辑格内输入-75→OK。
运行结果如下图:变形图 弯矩图 剪力图工况四:需要作如下修改选择杆件2→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD→在 Uniform Loads域,输入 24→ok运行结果如下图:变形图 弯矩图 剪力图工况五:需要作如下修改1. 点击Set display Options工具按钮显示Display Options For Active Window对话框→在Frames/Cables域勾选Local Axes格→OK2. 选择杆件2→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域,确认选择了 Force项,在Coord Sys 中选择local ,在Direction中选择2,在 Uniform Loads 域,输入 -30→OK。
3. 选择杆件1→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域,确认选择了 Force项,在Coord Sys 中选择Global ,在Direction中选择X,在 Uniform Loads 域,输入30→OK运行结果如下图:变形图 弯矩图 剪力图工况六:需要作如下修改1. 选择杆件2→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域,确认选择了 Force项,在Coord Sys 中选择local ,在Direction中选择2,在 Trapezoidal Loads 域,输入 0、-6、-4.5、-1.5→OK2. 选择杆件1→点击 Assign→Frame Loads→Distributed显示Frame Distributed Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域,确认选择了 Force项,在Coord Sys 中选择Global ,在Direction中选择X,在 Trapezoidal Loads 域,输入15、12.75、8.25、6→OK。
运行结果如下图:变形图 弯矩图 剪力图工况七:需要作如下修改选择杆件2→点击 Assign→Frame Loads→Point显示Frame Point Loads对话框→确认 Load Case Name为 DEAD,在Load Type and Direction域,确认选择了 Force项,在Coord Sys 中选择local ,在Direction中选择2,在Point loads域,选Absolute Distance From End-i ,在Distance 处第一个编辑框输入2.5,在Load处第一个编辑框输入-68→OK运行结果如下图:变形图 弯矩图 剪力图以上工况得到节点3在Z方向的位移如下表所示:工况名计算参考点数值1Uz(节点,3)(m)-0.004762Uz(节点,3)(m)0.008833Uz(节点,3)(m)0.004524Uz(节点,3)(m)-0.058105Ux(节点,2)(m)0.061276Ux(节点,2)(m)0.023367Ux(节点,2)(m)0.00077题目二:求下图刚域单元在荷载作用下的内力变形。
E=2.0×108KN/m工况1:不考虑刚域,考虑楼板变形工况2:不考虑刚域,不考虑楼板变形工况3:考虑刚域,考虑楼板变形工况4:考虑刚域,不考虑楼板变形操作步骤工况1:一、建立模型1. 选择量纲为:KN,m,C2. 点击 文件→新模型→在新模型对话框中点击 二维框架→在二维框架对话框中,楼层数 输入3,楼层高度 输入4.3→点击 确定 按钮.3. 在3-D视窗的右上角点击 “X” 来关闭此视图4. 按题目要求修改节点坐标,完成建模5. 点击 设置显示选项工具 按钮→显示 激活活动窗口选项 对话框→在节点域、框/架/索域分别勾选 标签 格,→点击 确定 键得到的图形如下:二、从定义菜单中完成下列工作:1. 点击定义→框架截面→在 框架属性 对话框中点击显示 Add I/Wide FlangeC的下拉列表并选择 Add General 项→点击 添加新属性→显示 属性数据 对话框默认截面名称为FSEC1,在 横轴面积 输入0.035,在围绕3轴的惯性矩 输入0.003→点击属性数据和 General Section对话框的 确定 键退回显示框架属性 对话框→重复 添加新属性,添加截面FSEC2、FSEC3、FSEC4,横轴面积 依次为0.03、0.045、0.05,围绕3轴的惯性矩 依次为0.003、0.015、0.009,点击 确定 退出所有对话框。
2. 点击定义→荷载工况→把荷载名称为DEAD的 自重系数 改为0→点击 修改荷载→确定 退出三、从指定菜单中完成以下工作:1. 选择杆件1、2、3和7、8、9,点击 指定→框架/索/筋→框架截面→在 框架属性 对话框点击FSEC1来高亮显示它→点击 确定 键依同样方法给杆件12、15指定截面FSEC2,给杆件11、10、14和13指定截面FSEC3,给杆件4、5、6指定截面FSEC42. 选择节点4,点击 指定→节点荷载→力→在 节点荷载 对话框中 荷载 域X 编辑格内输入36→ 确定 依同样方法,选择节点3,力全局X 编辑格内输入76,选择节点2,力全局X 编辑格内输入83四、分析运行:1. 设置结构类型由分析→设置分析选项→选择平面结构→OK.2. 运行程序点击 运行分析 键 →显示 设置运行的分析选项 对话框→点击MODAL,并点击 运行/不运行工况→点击 现在运行 键 运行分析3. 所得结果的图形及表格如下: 4. 变形图 轴力图 剪力图 弯矩图TABLE: Joint DisplacementJointTextOutputCaseTextCaseTypeTextU1m。