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1、结构力学实验实验名称：平面桁架结构的设计实验题号：B-33姓名： 罗鹏 学号：10111524指导老师：常亮 实验日期：12月3日图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）各杆轴力表单位：力(默认),力矩(默认)杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 80.0000000 -0.00000000 0.00000000 80.0000000
2、 -0.00000000 -0.00000000 2 140.000000 0.00000000 -0.00000000 140.000000 0.00000000 0.00000000 3 140.000000 -0.00000000 0.00000000 140.000000 -0.00000000 -0.00000000 4 140.000000 -0.00000000 0.00000000 140.000000 -0.00000000 0.00000000 5 140.000000 0.00000000 -0.00000000 140.000000 0.00000000 0.00000
3、000 6 80.0000000 0.00000000 -0.00000000 80.0000000 0.00000000 0.00000000 7 -80.0000000 -0.00000000 0.00000000 -80.0000000 -0.00000000 0.00000000 8 -160.000000 -0.00000000 0.00000000 -160.000000 -0.00000000 0.00000000 9 -160.000000 0.00000000 -0.00000000 -160.000000 0.00000000 0.00000000 10 -80.00000
4、00 0.00000000 -0.00000000 -80.0000000 0.00000000 0.00000000 11 -100.000000 -0.00000000 0.00000000 -100.000000 -0.00000000 -0.00000000 12 45.0000000 -0.00000000 0.00000000 45.0000000 -0.00000000 -0.00000000 13 0.00000000 -0.00000000 -0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 14 -30.0000000 0.00000
5、000 -0.00000000 -30.0000000 0.00000000 0.00000000 15 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 16 45.0000000 0.00000000 -0.00000000 45.0000000 0.00000000 0.00000000 17 -100.000000 0.00000000 -0.00000000 -100.000000 0.00000000 0.00000000 18 -75.0000000 -0.00000000 0.00000000
6、-75.0000000 -0.00000000 -0.00000000 19 25.0000000 -0.00000000 0.00000000 25.0000000 -0.00000000 -0.00000000 20 25.0000000 0.00000000 -0.00000000 25.0000000 0.00000000 0.00000000 21 -75.0000000 0.00000000 -0.00000000 -75.0000000 0.00000000 0.00000000-表1 各杆件最大轴力表上弦杆下弦杆斜腹杆直腹杆最大轴力值（KN)16014010045三、强度校核
7、根据66对于Q235钢，6=215MPa;截面选取方法（请按住CTRL键点击）参考公式：A=0.25D2+-（D-2t）2 I=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0.96.优化后得表2 杆件19/20/13/14/15杆件1/6/7/10杆件2/3/4/5杆件8/9杆件11/17杆件12/16杆件18/21单位外径D30.0 42.0 70.0 70.0 68.0 38.0 45.0 mm内径d26.0 35.0 63.0 62.0 63.0 34.0 39.0 mm壁厚t2.0 3.5 3.5 4.0 2.5 2.0 3.
8、0 mm截面面积A175.9 423.3 731.2 829.4 514.4 226.2 395.8 mm2惯性矩Ix17329.0 79083.2 405316.1 453256.0 276283.9 36756.6 87728.1 mm4刚度EA35185.8 84665.9 146241.0 165876.0 102887.1 45238.9 79168.1 KNEI3.5 15.8 81.1 90.7 55.3 7.4 17.5 KN.m2Es200.0 200.0 200.0 200.0 200.0 200.0 200.0 KN/mm2上弦杆最大轴力N25.0 80.0 140.0
9、160.0 100.0 45.0 75.0 KN应力142.1 189.0 191.5 192.9 194.4 198.9 189.5 Mpa外径D215.0 215.0 215.0 215.0 215.0 215.0 215.0 Mpa内径d193.5 193.5 193.5 193.5 193.5 193.5 193.5 Mpa 上悬杆下悬杆直腹杆斜腹杆初选截面截面D*t（mm）60*468*3.542*268*2.5截面面积（mm2）704 709 251 509 最大轴力（Kn）16014045100最大应力（MPa）227.4 197.4 179.0 196.5 调整截面截面型号70
10、*470*3.538*260*3截面面积（mm2）829 731 226.2 514.4 最大轴力（KN）16014045100最大应力（MPa）192.9 191.5 198.9 194.4 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结点,1,0,0结点生成,6,1,1,1,1,2,0结点,8,2,1.5结点生成,4,1,8,8,1,2,0单元,1,2,1,1,0,1,1,0单元生成,5,1,1,1单元,8,9,1,1,0,1,1,0单元生成,3,7,7,1单元,1,8,1,1,0,1,1,0单元,2,8,1,1,0,1,1,0单元生成,4,12,12,1单元,7,
11、12,1,1,0,1,1,0单元,2,9,1,1,0,1,1,0单元,9,4,1,1,0,1,1,0单元,4,11,1,1,0,1,1,0单元,11,6,1,1,0,1,1,0结点支承,1,3,0,0,0结点支承,7,1,0,0结点荷载,8,1,15,270结点荷载,9,1,30,270结点荷载,10,1,30,270结点荷载,11,1,30,270结点荷载,12,1,15,270单元材料性质,1,1,84665.9,15.8,0,0,-1单元材料性质,2,5,146241.0,81.1,0,0,-1单元材料性质,6,7,84665.9,15.8,0,0,-1单元材料性质,8,9,165876.0,90.7,0,0,-1单元材料性质,10,10,84665.9,15.8,0,
