结构力学求解器介绍
结构力学求解器教程
SM Solver简明教程编者: LocalHUST2009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。
结构力学求解器
-平面结构的极限分析,求解极限荷载,给出塑性铰位置,并可静态或动画显示单向机构ﻫ运动模态;
-平面结构的影响线分析,并绘制影响线图。
智能求解功能：ﻫ-平面体系的几何构造分析：按两刚片或三刚片法则求解,给出求解步骤;ﻫ-平面桁架的截面法:找出使指定杆成为截面单杆的所有截面；
－平面静定组合结构的求解：按三种模式以文字形式或图文形式给出求解步骤。
结构力学求解器
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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
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：
c:\iknow\docshare\data\cur_work\＂mａilto:
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．ﻫ刚接的支座除了水平和竖向反力外,还有弯矩Ｍ.
清华结构力学求解器用法
连续显示：观览器的缺省状态，此时观览器随时根 据编辑器中的活动文档的命令行绘出最新的图形。
暂停显示：此时观览器被“冻结”，不再对编辑器 中活动文档的命令改变发生反应。 停止单步显示：用于中断单步显示。
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⒌ 定义问题有关参数的步骤 ① 问题定义：确定新问题开始，输入新问题标题，通 过对话框选择方式也可以结束当前问题；
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加大幅值：增加内力图或位移图等的显示幅度，而 结构图大小和外观不变。
减小幅值：减小内力图或位移图等的显示幅度，而 结构图大小和外观不变。 单步显示：观览器一次只读取编辑器中活动文档的 一条命令，并相应地加以显示。 单步显示钮按下后，工具 栏的最右方将出现一个“停止单步显示”按钮，可用于中断 单步显示。
了一倍。
⒊ 修改功能 中文关键词：为了方便对输入命令的修改，添加了中文 关键词选项(“查看”菜单下)，并将其设为默认方式，即用 对话框输入的命令默认为中文关键词。
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“修改”工具钮：将光标置于要查看或修改的命令行 ，单击“修改”工具钮，即可返回到输入该命令的对话框， 重现各个参数值。若不修改，单击“关闭”；若有修改，单 击“应用”即可。
⒉ 求解功能
组合结构：智能求解模式增添了平面“静定组合结构” 的求解，按三种模式(所有杆件内力、作弯矩图需要的内力 、指定杆件的内力)以文本或图文形式给出解题步骤。 四精度求解：可选用四精度实型数(约28位)求解，结果 更精确、可更好地模拟无穷大刚度。
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几何构造检验：v1.0版中求解时先进行几何构造检验， 此版本中可设为否，以提高求解速度。 求解速度提高：求解速度提高3-4倍，一个10跨20层的 刚架的基频和相应的振型计算(学生版不行)，达到0.1%的精 度，在PII333上只用0.5秒。 求解规模加倍：求解问题对单元数的限制比v1.0版放松
结构力学求解器使用指南之欧阳德创编
结构力学求解器(使用指南)结构力学求解器(SM Solver of Windows)是一个关于结构力学阐发计算的计算机软件,其功能包含求解平面杆件结构(体系)的几何组成、静定和超静定结构的内力、位移,影响线、自由振动的自振频率和振型,以及弹性稳定等结构力学课程中所涉及的绝年夜部分问题.对几何可变体系可作静态或静态显示机构模态;能绘制结构内力图和位移图;能静态或静态显示结构自由振动的各阶振型和弹性稳定阐发的失稳模态;能绘制结构的影响线图.该软件的版本为V1.5.清华年夜学土木系研制.高教出版社刊行.一.运行环境Windows 98/NT. 8M内存. 2M硬盘空间.二.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,然后按提示操纵即可完成装机.装机完成后,桌面上将呈现一个名为"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,即可使用该求解器.三.输入数椐先对结构的结点及单位进行编码,然后按以下诸项输入数椐:1.结点界说N,Nn,x,yNn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,Ngen,Nincr,N1,N2,N12incr,Dx,DYNgen结点生成的次数;Nincr每次生成的结点码增量;N1、N2基础结点规模;N12incr基础结点的编码增量;Dx,DY生成结点的x ,y坐标增量.3.单位界说E，N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF1 3,DOF21,DOF22,DOF23]N1,N2单位两真个结点码;以下连接方法:1为连接,0为不连接;DOF11,DOF12辨别为单位在杆端1处的x、y标的目的自由度的连接方法,缺省值=1;DOF13单位在杆端1处的转角标的目的自由度的连接方法,缺省值=0;DOF21,DOF22辨别为单位在杆端2处的x、y标的目的自由度的连接方法,缺省值=1;DOF23单位在杆端2处的转角标的目的自由度的连接方法,缺省值=0.4.单位生成(即成批输入单位两真个连接方法)EGEN,Ngen,E1,E2,NincrEgen生成次数;E1,E2基础单位规模;Nincr生成中单位两端点对应的结点码增量.5.支座约束界说NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdisy,SdisR]Sn支座的结点码;Stype支座类型码;Sdir支座标的目的,以图示标的目的为零,绕结点逆时针旋转为正;Sdisxx标的目的的支座位移,缺省值=0;Sdisyy标的目的的支座位移,缺省值=0;SdisR转角标的目的的支座位移,缺省值=0.以上(1)～(6)为支座类型码.6.单位资料性质ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,mElemStart单位起始码;ElemEnd单位终止码;EA,EI辨别为单位的抗拉和抗弯刚度;m单位的均布质量(kg/m).7.结点荷载NLOAD,Ln,Ltype,Lsize[,Ldir] Ln荷载作用的结点码;Ltype荷载类型;Ltype=1(1),集中荷载,指向(叛变)结点;Ltype=2(2),逆时(顺时)针标的目的的集中力矩;Lsize荷载年夜小(kn,knm);Ldir荷载标的目的(度),仅当Ltype=1或1时入,缺省值=0 .说明:竖向集中力,作用在结点上方时,取=90 ,反之,取=90 ;水平集中力,作用在结点左方时,取=0 ,反之,取=180 .8.单位荷载ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos 1[Lpos2[,Ldir]]]Ln荷载作用的单位码;Ltype荷载类型;Ltype=1(1),集中荷载,指向(叛变)单位;Ltype=2(2),逆时(顺时)针标的目的的集中力矩;Ltype=3(3),均布荷载,指向(叛变)单位;Lsize1荷载年夜小;Lpos1荷载起点至单位杆端1的距离与单位杆长的比值,缺省值=0;Lpos2荷载终点至单位杆端1的距离与单位杆长的比值,缺省值=1;(仅对均布荷载输入Lpos2)Ldir荷载标的目的(度),仅当Ltype=1,3或1,3时输入,缺省值=0.(注:按局部坐标系界说,其角度以逆时针标的目的为正)9.频率计算参数FREQ,Nfreq,FreqStart,Tol Nfreq欲求的频率数目;FreqStart频率起始阶数;Tol精度误差限,如0.0005.10.影响线参数IL,LoadDOF,En,pos,FdofLoadDOF单位荷载的标的目的(整体坐标系):1为水平,2为竖直,3为转角;En单位码;pos单位上截面位置:距杆端1的距离与杆长的比值;Fdof欲求影响线的内力自由度(局部坐标系),1为轴力,2为剪力,3为弯矩.说明:1.计算结构的内力和位移时,仅输入1(或及2),3(或及4),5,6,7,8 项;2.当单位的抗拉刚度(EA)或抗弯刚度(EI)为无穷年夜时,则辨别填1;3.当斜杆单位作用沿水平线的均布荷载时,需按合力相等的原则,变换成沿杆轴线散布的均布荷载输入,荷载类型码仍为3(见例5).四.上机操纵步调1.双击桌面上的"求解器"图标,再单击"求解器"的封面进入使用状态;2.键入数椐文件名(如TITLE,XXXX),逐行输入数椐(也可用命令方法输入);3.将数椐文件存盘单击桌面上方的"文件",在文件菜单中点"保管"或"另存为",键入文件名,点"确定";4.再单击"文件",在文件菜单中点"退出";5.见提示"?此命令将结束本次SM Solver!"点"取消"或'确定",重新进入SM Solver;6.单击"文件",在文件菜单中点"掀开";7.点所要运行的数椐文件名,并单击"确定";8.单击桌面下方的"观览器"图标,(桌面上显示结构计算简图的形状),并单击"最年夜化"按钮,将图形放年夜;9.单击桌面上方的"标注",在"标注"菜单中点所要显示的参数;(如无误,则进行下一步,若有误,则进行修改)10.单击"观览器"图标,点桌面上方的"求解";11.在"求解"菜单中,点所要计算的内容(如内力计算、位移计算等),即可显示计算结果(如各杆杆真个内力或位移,对比结构的单位编号或结点编号阅读);12.单击所要显示的内力类型(轴力、剪力、弯矩)及显示对象(如"结构"或"单位");13.单击"观览器"图标,则显示出内力图或位移图;14.重复单击"观览器"图标,即可选定和显示不合的内力图;15.逐层单击题目栏右边的"关闭"按钮,当显示:"此命令将结束本次SM Solver的运行"或提示"结力求解器!Overflow"时,则点"确定"退出.五.计算例题例1 求图示刚架的内力.各杆的EA=3.12X10 KN, EI=4.16X10 KNM.TITLE,AAA1N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,4N,4,4,4E,1,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,2,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,3,3.12E+06,4.16E+04NLOAD,3,1,30,0ELOAD,1,3,20,0,1,90例2 求图示组合结构的内力.设各杆的EA =EI = 1.TITLE,AAA2N,1,0,0 NSUPT,1,2,90,0,0N,2,2,0 NSUPT,5,1,0,0 N,3,4,0 ECHAR,1,9,1,1 N,4,6,0 ELOAD,1,3,1,0,1,90 N,5,8,0 ELOAD,2,3,1,0,1,90 N,6,2,2 ELOAD,3,3,1,0,1,90 N,7,6,2 ELOAD,4,3,1,0,1,90 E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,5,1,1,1,1,1,0E,6,7,1,1,0,1,1,0E,6,2,1,1,0,1,1,0E,7,4,1,1,0,1,1,0E,6,1,1,1,0,1,1,0E,7,5,1,1,0,1,1,0例3.求图示桁架各杆的轴力.TITLE,,AAA3N,1,1,0NGEN,4,1,1,1,1,1,0 NGEN,1,5,1,5,1,0,1 E,1,2,1,1,0,1,1,0EGEN,3,1,1,1EGEN,1,1,4,5E,6,1,1,1,0,1,1,0EGEN,4,9,9,1E,1,7,1,1,0,1,1,0E,1,8,1,1,0,1,1,0E,8,5,1,1,0,1,1,0E,5,9,1,1,0,1,1,0NSUPT,1,2,90,0,0NSUPT,5,1,0,0NLOAD,8,1,1,90NLOAD,9,1,2,90(注:此题系静定结构,其内力与资料性质无关,故可不输入ECHAR项)例4.求图示桁架的轴力.提示:支座约束和结点荷载信息为NSUPT,1,2,90,0,0NSUPT,2,1,0,0NLOAD,7,1,8,90NLOAD,8,1,4,180NLOAD,5,1,4,180例5.求图示三铰刚架的内力.提示:支座约束及斜杆单位的荷载信息为NSUPT,1,2,90,0,0NSUPT,2,2,0,0,0 ELOAD,2,3,9.48682596,0,1,71.565注:将沿水平线均布荷载(q)变换成沿杆轴线的均布荷载(q )即q =qcos =10X6 / 40= 9.48682596例6.求图示刚架的内力.设EI=1.TITLE,AAA6N,1,0,0N,2,4,0N,3,8,0N,4,4,4E,1,2,1,1,1,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,0,1E,4,2,1,1,0,1,1,1NSUPT,1,6,90,0,0,0NSUPT,3,5,0,0,0NSUPT,4,4,90,0,0ECHAR,1,1,1,1ECHAR,2,2,1,2ECHAR,3,3,1,1ELOAD,1,3,30,0,1,90ELOAD,2,1,50,0.5,90(注:取EA= ,填1)例7.求图示梁的内力和位移.EI=5X10 KNM .TITLE,AAA7N,1,0,0N,2,6,0N,3,7.5,0E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,0,0,0NSUPT,1,3,0,0NSUPT,2,1,0,0 ECHAR,1 2 1,5E+04 ELOAD,2,3,16,0,1,90 ELOAD,2,1,20,1,90例8.求图示铰接排架的内力.EI = 1, EI = 6(设横梁的EI=1,柱子的EA= )TITLE,AAA8N,1,0,0 NSUPT,1,6,0,0,0,0N,2,6,0 NSUPT,2,6,0,0,0,0N,3,16,0 NSUPT,3,6,0,0,0,0N,4,0,6 ECHAR,1,1,1,1 N,5,6,6 ECHAR,2,4,1,6 N,6,6,7 ECHAR,5,6,1,1 N,7,6,10 ECHAR,7,8,1,1N,8,16,10 ELOAD,6,1,20,1/3,90N,9,16,7E,1,4,1,1,1,1,1,0E,2,5,1,1,1,1,1,1E,3,9,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1E,6,7,1,1,1,1,1,0E,9,8,1,1,1,1,1,0E,4,5,1,1,0,1,1,0E,7,8,1,1,0,1,1,0例9.计算图示两层刚架的自振频率和主振型横梁的均布质量m = m = 15X10 kg/m柱子的抗弯刚度EI=1X10 kn.m设EA =TITLE,AAA9N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,3N,4,4,3N,5,0,6N,6,4,6E,1,3,1,1,1,1,1,1 E,3,5,1,1,1,1,1,1 E,2,4,1,1,1,1,1,1 E,4,6,1,1,1,1,1,1 E,3,4,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,4,1,1E+08,1E08 ECHAR,5,6,1,1,1.5E+04FREQ,2,1,0.0005(注:柱子的质量不克不及填0,可填一个很小的数,如10 )例10.对图示两跨四层框架结构,辨别计算竖向荷载和水平荷载作用下的内力.各杆的EA、EI值见下表:框架梁柱计算参数表截面弹性模量惯性矩EA EI构件A=bXh(m )E(kn/m ) I(m ) (kn) (knm )底层0.25xX0.5 3X10 0.521X10 0.375X101.563X10梁其它层0.25X0.5 2.8X10 0.521X10 0.350X10 1.459X10底边柱0.4X0.4 3X10 0.213X10 0.480X100.639X10层中柱0.45X0.453X10 0.342X10 0.608X101.026X10柱其边柱0.4X0.4 2.8X10 0.213X10 0.448X10 0.596X10它层中柱0.45X0.45 2.8X10 0.342X10 0.567X100.958X10TITLE,AAA10 N,1,0,0 水平荷载作用N,2,5.0,0 NLOAD，4,1,8.05,0N,3,10.0,0NLOAD,7,1,11.17,0NGEN,1,3,1,3,1,0,4.5 NLOAD,10,1,15.20,0NGEN,3,3,4,6,1,0,3 NLOAD,13,1,19.10,0E,1,4,1,1,1,1,1,1 竖向荷载作用EGEN,2,1,1,1 ELOAD,13,3,19.30,0,1,9EGEN,3,1,3,3 ELOAD,14,3,19.30,0,1,90E,4,5,1,1,1,1,1,1 ELOAD,15,3,19.30,0,1,90E,5,6,1,1,1,1,1,1ELOAD,16,3,19.30,0,1,90E,7,8,1,1,1,1,1,1 ELOAD,17,3,19.30,0,1,90EGEN,2,15,15,3 ELOAD,18,3,19.30,0,1,90E,8,9,1,1,1,1,1,1 ELOAD,19,3,19.50,0,1,90EGEN,2,18,18,3 ELOAD,20,3,19.50,0,1,90 NSUPT,1,6,0,0,0,0 NLOAD,4,1,53.79,90NSUPT,2,6,0,0,0,0 NLOAD,7,1,53.79,90NSUPT,3,6,0,0,0,0NLOAD,10,1,53.79,90ECHAR,1,1,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,6,1,53.79,90ECHAR,2,2,6.08E+06,10.26E+04 NLOAD,9,1,53.79,90ECHAR,3,3,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,12,1,53.79,90ECHAR,4,4,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,5,1,71.97,90ECHAR,6,6,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,8,1,71.97,90ECHAR,7,7,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,11,1,71.97,90ECHAR,9,9,4,48E+06,5.96E+04 NLOAD,13,1,44.08,90ECHAR,10,10,4.48E+06,5.96E +04 NLOAD,15,1,44.08,90ECHAR,12,12,4.48E+06,5.96E +04 NLOAD,14,1,50.86,90ECHAR,5,5,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,8,8,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,11,11,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,13,14,3.75E+06,15.63E+04 ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04。
附录A-1 结构力学求解器使用说明
单元生成 EGEN, Ngen, E1, E2, Nincr
§A-1-4 装机与运行
在 Windows 环境下，插入求解器光盘，在光盘自动播放弹出的菜单中，选择“安装软件” 或直接运行光盘上的 SMS2etup.exe。然后按提示操作即可完成装机。装机完成后，桌面上会 出现一个名为“结力求解器 V2”的图标（用户可以更改名字）。
注意：本软件是绿色环保软件，所有的文件都安装到用户的目录下（默认为 C:\SMSolver V2），安装时不会向 Windows 注册表中写入任何内容，可放心安装使用。
双击桌面上的“结力求解器 V2”图标（或者从“开始”菜单中运行），再单击程序的封 面，便可使用求解器了。
§A-1-5 使用帮助
用户可以用以下几种方式获得使用帮助： • 建议事先观看光盘上的视频帮助中的快速入门，可以很快上手。
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附录 A-1 结构力学求解器使用说明 • 建议第一次运行时，先调入“入门向导.inp”数据文件，做法如下：
E, N1, N2[, NType1[, Alpha1], NType2[ , Alpha2]] N1, N2，单元两端的结点码； NTtype1，单元在杆端 1 处的连接类型，缺省值=2； NType1=2，铰结； NType1=3，固结； NType1=4，自由； NType1=5，竖向自由； NType1=6，横向自由； NType1=7，斜向自由； NType1=8，斜向连结； Alpha1，当 NType1=7 或 8 时，斜向连结（或自由）的倾斜角； NType2，杆端 2 处的连接类型，缺省值=2； Alpha2，当 NType2=7 或 8 时，斜向连结（或自由）的倾斜角。
结构力学求解器
1.软件简介
官方网址： /sms/ 在该网站可以下载软件共享版！
观览器
命令编辑器
2.力学相关知识介绍
① 结点：结点是在计算结构内力时出现的概念 ,结点一般是两个
或以上杆件的交点。
2.力学相关知识介绍
结点命令
N, Nn, x, y
Nn，结点编码；
x，结点的x坐标；
y，结点的y坐标。
2.力学相关知识介绍
② 单元：连接结点的杆件。
2.力学相关知识介绍
单元命令
E, N1, N2 [, DOF11, DOF12, DOF13, DOF21, DOF22, DOF23]
N1, N2，单元两端的结点码； 以下连接方式：1为连接，0为不连接： DOF11，杆端1处的x方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF12，杆端1处的y方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF13，杆端1处的转角方向自由度的连接方 式，缺省值=0； DOF21，杆端2处的x方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF22，杆端2处的y方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF23，杆端2处的转角方向自由度的连接方 式，缺省值=0。
2.力学相关知识介绍
⑤ 单元材料性质：定义一个或多个单元的抗拉刚度、抗弯刚度、均布质量
、极限弯矩、抗剪刚度等。计算刚度、极限荷载等计算时使用。
2.力学相关知识介绍
单元材料性质
NL 计算杆件轴向拉伸和轴向压缩变形时使用 L EA
2.力学相关知识介绍
单元材料性质
计算杆件弯曲变形时使用
5ql 4 ml 2 yc=ycq+ycm= 384 EI 16 EI
3.力学求解器建模步骤
① 结构或杆件的内力计算步骤
清华大学结构力学求解器简介
清华大学结构力学求解器简介§16-6 用求解器求极限荷载§16-6 用求解器求极限荷载求解器可以计算一般平面结构的极限荷载并能静态或动画显示破坏机构的单向运动模态。
荷载可以是集中荷载或者均布荷载。
由于极限荷载和各个杆件刚度无关，因此可以不输入杆件刚度（当然输入也无妨）。
因此，除了按常规输入结构体系外，还要输入各杆的极限弯矩和对解答精度控制的误差限，求解器解出的解与精确解相比其误差不超过用户指定的误差限。
由于求解器采用精确求解，通常一个杆件取为一个单元即可。
对于低版本的求解器，要求集中荷载作用在结点上，这样杆件上如有集中荷载作用，就要再分单元以使集中荷载作用点处成为一个结点。
杆件的极限弯矩的输入同杆件的刚度输入步骤一样，而且在同一个对话框中，这里不再详述。
为了输入误差限的值，依次选择菜单：“命令”、“其他参数”、“极限荷载”，从而打开“误差限”对话框，然后输入数值即可。
如果不输入误差限，求解器将使用缺省值0.05。
以下通过具体的例题作进一步的介绍。
例16-6-1 试用求解器重新求解例15-6。
单元及结点编码见图16-6-1。
为比较方便，有关数据采用单位值：l=1m，Mu=1kN⋅m。
TITLE,例16-6-1结点,1,0,0 结点,2,0,1 结点,3,1,1 结点,4,2,1 结点,5,2,0单元,1,2,1,1,1,1,1,1 单元生成,3,1,1,1 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点支承,5,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,1,0 结点荷载,3,1,1,-90单元材料性质,1,4,0,0,0,1,-1 单元材料性质,2,3,0,0,0,1.5,-1 极限荷载参数,0.005END图16-6-1 例16-6-1图解输入的结构和命令文档如图16-6-1所示。
计算的极限荷载为3.5 kN，与精确解完全一样。
求解器中显示的破坏机构模态在图16-6-2中给出。
例16-6-2 试用求解器求解图16-6-3中所示的均布荷载作用下门式刚架的极限荷载和破坏机构模态，有关数据为各杆长l=1m，Mu=10kN⋅m。
结构力学求解器教学
经计算： 可变荷载设计值：qk' qk 1.49.72 13.61KN / m 自重荷载设计值：q1' q1 1.2 0.294 0.353 KN / m
q2' q2 1.2 0.010 0.013KN / m
彩钢瓦传递给立柱的分压力 前面钢管承受自量 后面钢管承受自量
第一步：输入点
目录
软件介绍 适用范围 安装要求 操作流程 注意事项 实例计算
• 结构力学求解器是一款功能强大且操作简便的计算机辅助分析计算软件。 • 该软件是面向教师、学生以及工程技术人员而开发的，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、包络图、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，全部采用精确算法并给出了精确解答。 • 结构力学求解器界面美观友好，操作简单，可以供广大施工技术人员进行简单的设计、计算以及验 算
双击后如图
输入点的坐标，最后点 击应用
注意事项：坐标以米为单位
完全输入后
第二步：输入杆件
双击后如图
输入杆件的连接节点与连接 方式，最后点击应用
注意事项：注意铰接还是刚接
完全输入后
第三步：输入支座
双击后如图
输入支座位于哪一个节点以及 支座的类型，最后点击应用
注意事项：注意支座性质、和支座方向
完全输入后
第四步：输入荷载
双击后如图
输入力的类型，方向，大小， 最后点击应用
注意事项：注意荷载是节点荷载还是单 元荷载，此时力的单位是KN，不是N
完全输入后
第五步：输入杆件的截面性质源自击后如图输入抗拉刚度和抗弯刚度， 一般不考虑抗剪刚度
注意事项：此时单位是KN和m组成的单 位
附录A1结构力学求解器使用说明
附录A-1 结构力学求解器使用说明§A -1-1 简介把繁琐交给求解器，我们留下创造力！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、包络图、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所有问题，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，学生解题、研习，工程技术人员设计、计算、验算之用，可望在新时期教学改革中发挥其特有的作用。
本求解器是最新版本，比以往版本更加精致、先进、方便、快捷、强健，同时不失其原有的小巧、简约、俭朴、平实。
提示本软件随时升级更新，所附光盘上的软件可能为更新版本，务请在装机使用前查看光盘上的最新说明。
软件中凡与本介绍有出入的地方，均以光盘上的最新说明为准。
本书所附软件为学生版。
重要声明本软件受版权保护。
用户只能装在一台单独的计算机上使用，不得复制到多台计算机上使用，不得在网络上供多用户使用。
务请遵守，违者必究。
§A-1-2 求解功能求解功能分为自动求解和智能求解两类：自动求解功能●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；●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；●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；●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；●平面结构的影响线分析，并绘制影响线图；●平面结构的内力包络图分析，并绘制内力包络图。
智能求解功能●平面体系的几何构造分析：按两刚片或三刚片法则求解，给出求解步骤；●平面桁架的截面法：找出使指定杆成为截面单杆的所有截面；平面组合结构的求解：按三种模式（所有杆件内力、作弯矩图所需的所有内力、指定杆件内力）求解；以文字形式或图文形式给出求解方法步骤。
结构力学求解器(使用指南)
之马矢奏春创作时间：二O二一年七月二十九日结构力学求解器(使用指南)结构力学求解器(SM Solver of Windows)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、自由振动的自振频率和振型,以及弹性稳定等结构力学课程中所涉及的绝年夜部份问题.对几何可变体系可作静态或静态显示机构模态;能绘制结构内力图和位移图;能静态或静态显示结构自由振动的各阶振型和弹性稳定分析的失稳模态;能绘制结构的影响线图.该软件的版本为V1.5.清华年夜学土木系研制.高教出书社发行.一.运行环境Windows 98/NT. 8M内存. 2M硬盘空间.二.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,然后按提示把持即可完成装机.装机完成后,桌面上将呈现一个名为"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,即可使用该求解器.三.输入数椐先对结构的结点及单位进行编码,然后按以下诸项输入数椐:1.结点界说N,Nn,x,yNn---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,Ngen,Nincr,N1,N2,N12incr,Dx,DYNgen---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.单位界说E,N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,DOF22,DOF23]N1,N2---单位两真个结点码;以下连接方式:1为连接,0为不连接;DOF11,DOF12---分别为单位在杆端1处的x、y方向自由度的连接方式,缺省值=1;DOF13---单位在杆端1处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0;DOF21,DOF22---分别为单位在杆端2处的x、y方向自由度的连接方式,缺省值=1;DOF23---单位在杆端2处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0.4.单位生成(即成批输入单位两真个连接方式)EGEN,Ngen,E1,E2,NincrEgen---生成次数;E1,E2---基础单位范围;Nincr---生成中单位两端点对应的结点码增量.5.支座约束界说NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdisy,SdisR]Sn---支座的结点码;Stype---支座类型码;Sdir---支座方向,以图示方向为零,绕结点逆时针旋转为正;Sdisx---x方向的支座位移,缺省值=0;Sdisy---y方向的支座位移,缺省值=0;SdisR---转角方向的支座位移,缺省值=0.以上(1)～(6)为支座类型码.6.单位资料性质ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,mElemStart---单位起始码;ElemEnd---单位终止码;EA,EI---分别为单位的抗拉和抗弯刚度;m---单位的均布质量(kg/m).7.结点荷载NLOAD,Ln,Ltype,Lsize[,Ldir]Ln---荷载作用的结点码;Ltype---荷载类型;Ltype=1(-1),集中荷载,指向(叛变)结点;Ltype=2(-2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;Lsize---荷载年夜小(kn,kn-m);Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1或-1时入,缺省值=0 . 说明:竖向集中力,作用在结点上方时,取 =-90 ,反之,取 =90 ;水平集中力,作用在结点左方时,取 =0 ,反之,取 =180 .8.单位荷载ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lpos2[,Ldir]]]Ln---荷载作用的单位码;Ltype---荷载类型;Ltype=1(-1),集中荷载,指向(叛变)单位;Ltype=2(2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;Ltype=3(-3),均布荷载,指向(叛变)单位;Lsize1---荷载年夜小;Lpos1---荷载起点至单位杆端1的距离与单位杆长的比值,缺省值=0;Lpos2---荷载终点至单位杆端1的距离与单位杆长的比值,缺省值=1;(仅对均布荷载输入Lpos2)Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1,3或-1,-3时输入,缺省值=0.(注:按局部坐标系界说,其角度以逆时针方向为正)9.频率计算参数FREQ,Nfreq,FreqStart,TolNfreq---欲求的频率数目;FreqStart---频率起始阶数;Tol---精度误差限,如0.0005.10.影响线参数IL,LoadDOF,En,pos,FdofLoadDOF---单位荷载的方向(整体坐标系):1为水平,2为竖直,3为转角;En---单位码;pos---单位上截面位置:距杆端1的距离与杆长的比值; Fdof---欲求影响线的内力自由度(局部坐标系),1为轴力,2为剪力,3为弯矩.说明:1.计算结构的内力和位移时,仅输入1(或及2),3(或及4),5,6,7,8 项;2.当单位的抗拉刚度(EA)或抗弯刚度(EI)为无穷年夜时,则分别填-1;3.当斜杆单位作用沿水平线的均布荷载时,需按合力相等的原则,变换成沿杆轴线分布的均布荷载输入,荷载类型码仍为3(见例5).四.上机把持步伐1.双击桌面上的"求解器"图标,再单击"求解器"的封面进入使用状态;2.键入数椐文件名(如TITLE,XXXX),逐行输入数椐(也可用命令方式输入);3.将数椐文件存盘单击桌面上方的"文件",在文件菜单中点"保管"或"另存为",键入文件名,点"确定";4.再单击"文件",在文件菜单中点"退出";5.见提示"?此命令将结束本次SM Solver!"点"取消"或'确定",重新进入SM Solver;6.单击"文件",在文件菜单中点"翻开";7.点所要运行的数椐文件名,并单击"确定";8.单击桌面下方的"观览器"图标,(桌面上显示结构计算简图的形状),并单击"最年夜化"按钮,将图形放年夜;9.单击桌面上方的"标注",在"标注"菜单中点所要显示的参数;(如无误,则进行下一步,若有误,则进行修改)10.单击"观览器"图标,点桌面上方的"求解";11.在"求解"菜单中,点所要计算的内容(如内力计算、位移计算等),即可显示计算结果(如各杆杆真个内力或位移,对比结构的单位编号或结点编号阅读);12.单击所要显示的内力类型(轴力、剪力、弯矩)及显示对象(如"结构"或"单位");13.单击"观览器"图标,则显示出内力图或位移图;14.重复单击"观览器"图标,即可选定和显示分歧的内力图;15.逐层单击题目栏右边的"关闭"按钮,当显示:"此命令将结束本次SM Solver的运行"或提示"结力求解器!Overflow"时,则点"确定"退出.五.计算例题例1 求图示刚架的内力.各杆的 EA=3.12X10 KN,EI=4.16X10 KN-M.TITLE,AAA-1N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,4N,4,4,4E,1,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,2,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,3,3.12E+06,4.16E+04NLOAD,3,1,30,0ELOAD,1,3,20,0,1,90例2 求图示组合结构的内力.设各杆的 EA = EI = 1.TITLE,AAA-2N,1,0,0 NSUPT,1,2,-90,0,0N,2,2,0 NSUPT,5,1,0,0N,3,4,0 ECHAR,1,9,1,1N,4,6,0 ELOAD,1,3,1,0,1,90N,5,8,0 ELOAD,2,3,1,0,1,90N,6,2,-2 ELOAD,3,3,1,0,1,90N,7,6,-2 ELOAD,4,3,1,0,1,90E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,5,1,1,1,1,1,0E,6,7,1,1,0,1,1,0E,6,2,1,1,0,1,1,0E,7,4,1,1,0,1,1,0E,6,1,1,1,0,1,1,0E,7,5,1,1,0,1,1,0例3.求图示桁架各杆的轴力.TITLE,,AAA-3N,1,1,0NGEN,4,1,1,1,1,1,0NGEN,1,5,1,5,1,0,1E,1,2,1,1,0,1,1,0EGEN,3,1,1,1EGEN,1,1,4,5E,6,1,1,1,0,1,1,0EGEN,4,9,9,1E,1,7,1,1,0,1,1,0E,1,8,1,1,0,1,1,0E,8,5,1,1,0,1,1,0E,5,9,1,1,0,1,1,0NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,5,1,0,0NLOAD,8,1,1,-90NLOAD,9,-1,2,-90(注:此题系静定结构,其内力与资料性质无关,故可不输入ECHAR项)例4.求图示桁架的轴力.提示:支座约束和结点荷载信息为NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,2,1,0,0NLOAD,7,1,8,-90NLOAD,8,1,4,180NLOAD,5,1,4,180例5.求图示三铰刚架的内力.提示:支座约束及斜杆单位的荷载信息为NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,2,2,0,0,0ELOAD,2,3,9.48682596,0,1,71.565注:将沿水平线均布荷载(q)变换成沿杆轴线的均布荷载(q ) 即q =qcos =10X6 / 40 = 9.48682596例6.求图示刚架的内力.设EI=1.TITLE,AAA-6N,1,0,0N,2,4,0N,3,8,0N,4,4,-4E,1,2,1,1,1,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,0,1E,4,2,1,1,0,1,1,1NSUPT,1,6,-90,0,0,0NSUPT,3,5,0,0,0NSUPT,4,4,90,0,0ECHAR,1,1,-1,1ECHAR,2,2,-1,2ECHAR,3,3,-1,1ELOAD,1,3,30,0,1,90ELOAD,2,1,50,0.5,90(注:取EA= ,填-1)例7.求图示梁的内力和位移 .EI=5X10 KN-M .TITLE,AAA-7N,1,0,0N,2,6,0N,3,7.5,0E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,0,0,0NSUPT,1,3,0,0NSUPT,2,1,0,0ECHAR,1 2 -1,5E+04ELOAD,2,3,16,0,1,90ELOAD,2,1,20,1,90例8.求图示铰接排架的内力.EI = 1, EI = 6(设横梁的 EI=1,柱子的 EA= )TITLE,AAA-8N,1,0,0 NSUPT,1,6,0,0,0,0N,2,6,0 NSUPT,2,6,0,0,0,0N,3,16,0 NSUPT,3,6,0,0,0,0 N,4,0,6 ECHAR,1,1,-1,1N,5,6,6 ECHAR,2,4,-1,6N,6,6,7 ECHAR,5,6,-1,1N,7,6,10 ECHAR,7,8,-1,1N,8,16,10 ELOAD,6,1,20,1/3,90N,9,16,7E,1,4,1,1,1,1,1,0E,3,9,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1E,6,7,1,1,1,1,1,0E,9,8,1,1,1,1,1,0E,4,5,1,1,0,1,1,0E,7,8,1,1,0,1,1,0例9.计算图示两层刚架的自振频率和主振型横梁的均布质量m = m = 15X10 kg/m 柱子的抗弯刚度 EI =1X10 kn.m设EA =TITLE,AAA-9N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,3N,4,4,3N,5,0,6N,6,4,6E,1,3,1,1,1,1,1,1E,3,5,1,1,1,1,1,1E,2,4,1,1,1,1,1,1E,4,6,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,4,-1,1E+08,1E-08ECHAR,5,6,-1,-1,1.5E+04FREQ,2,1,0.0005(注:柱子的质量不能填0,可填一个很小的数,如10 ) 例10.对图示两跨四层框架结构,分别计算竖向荷载和水平荷载作用下的内力.各杆的EA、EI值见下表:框架梁柱计算参数表截面弹性模量惯性矩 EA EI构件 A=bXh(m ) E(kn/m ) I(m ) (kn) (kn-m )底层 0.25xX0.5 3X10 0.521X10 0.375X10 1.563X10梁其它层 0.25X0.5 2.8X10 0.521X10 0.350X10 1.459X10 底边柱 0.4X0.4 3X10 0.213X10 0.480X10 0.639X10 层中柱 0.45X0.45 3X10 0.342X10 0.608X10 1.026X10柱其边柱 0.4X0.4 2.8X10 0.213X10 0.448X10 0.596X10它层中柱 0.45X0.45 2.8X10 0.342X10 0.567X10 0.958X10TITLE,AAA-10N,1,0,0 水平荷载作用N,2,5.0,0 NLOAD,4,1,8.05,0N,3,10.0,0 NLOAD,7,1,11.17,0NGEN,1,3,1,3,1,0,4.5 NLOAD,10,1,15.20,0NGEN,3,3,4,6,1,0,3 NLOAD,13,1,19.10,0E,1,4,1,1,1,1,1,1 竖向荷载作用EGEN,2,1,1,1 ELOAD,13,3,19.30,0,1,9EGEN,3,1,3,3 ELOAD,14,3,19.30,0,1,90 E,4,5,1,1,1,1,1,1 ELOAD,15,3,19.30,0,1,90E,5,6,1,1,1,1,1,1 ELOAD,16,3,19.30,0,1,90E,7,8,1,1,1,1,1,1 ELOAD,17,3,19.30,0,1,90EGEN,2,15,15,3 ELOAD,18,3,19.30,0,1,90E,8,9,1,1,1,1,1,1 ELOAD,19,3,19.50,0,1,90EGEN,2,18,18,3 ELOAD,20,3,19.50,0,1,90NSUPT,1,6,0,0,0,0 NLOAD,4,1,53.79,-90NSUPT,2,6,0,0,0,0 NLOAD,7,1,53.79,-90NSUPT,3,6,0,0,0,0 NLOAD,10,1,53.79,-90ECHAR,1,1,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,6,1,53.79,-90ECHAR,2,2,6.08E+06,10.26E+04 NLOAD,9,1,53.79,-90 ECHAR,3,3,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,12,1,53.79,-90ECHAR,4,4,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,5,1,71.97,-90ECHAR,6,6,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,8,1,71.97,-90ECHAR,7,7,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,11,1,71.97,-90ECHAR,9,9,4,48E+06,5.96E+04 NLOAD,13,1,44.08,-90ECHAR,10,10,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,15,1,44.08,-90 ECHAR,12,12,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,14,1,50.86,-90ECHAR,5,5,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,8,8,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,11,11,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,13,14,3.75E+06,15.63E+04ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04时间：二O二一年七月二十九日。
结构力学求解器用法
字体：使用该命令，可控制编辑器窗体中字符的字体、 字形、大小等字符格式。
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编辑器的“命令”菜单包括如下几项：问题定义、变量 定义、结点、单元、位移约束、荷载条件、材料性质、温度 改变、其它参数、尺寸线、文本、修改命令。
命令菜单中各个子菜单的作用是通过对话框选择的方式 来向当前文档中添写各种命令，以输入各种结构体系信息 (结点定义，单元定义，支座定义，荷载定义等)
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双击桌面上的SM Solver图标，再单击程序的封面，便 可使用求解器了。
五、V1.5版的新增功能
⒈ 安装 完善了安装程序,对于Win 95/98可以自动在桌面上安装 图标。 ⒉ 求解功能 组合结构：智能求解模式增添了平面“静定组合结构” 的求解，按三种模式(所有杆件内力、作弯矩图需要的内力 、指定杆件的内力)以文本或图文形式给出解题步骤。 四精度求解：可选用四精度实型数(约28位)求解，结果 更精确、可更好地模拟无穷大刚度。辑器的“查看”菜单包括如下几项：整个文档、单个 问题、观览器、中文关键字、工具栏、状态栏、字体。
允许用户检查和更改编辑器窗口当前所处的状态。
整个文档：当整个文档被选中时，此命令名旁出现一个 选中标记。且相应地在编辑器下方的状态栏上最左边显示出 “整个文档”。此时活动文档窗中显示整个文档。
单个问题：当某一个问题被选中时，此命令名旁出现一 个选中标记。且相应地在编辑器下方的状态栏上最左边显示 出“问题：n”，n代表当前问题在整个文档中的序号。此时 活动文档窗中显示的只是当前的单个问题，而其它问题则被 隐藏起来。
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观览器：此菜单可以控制观览器窗口的显现和隐藏，具 体观览器的使用请参见下章“观览器使用介绍”。
结构力学求解器(使用指南设计)
结构力学求解器(使用指南)结构力学求解器(SM Solver of Windows)是一个关于结构力学分析计算的计算机软件,(体系)的几何组成、静定和超静定结构的内力、位移,影响,以及弹性稳定等结构力学课程中所涉及的绝大部分问题.;能绘制结构内力图和位移图;能静态或动态;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..输入数椐先对结构的结点及单元进行编码,然后按以下诸项输入数椐:1.结点定义N,Nn,x,yNn---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,Ngen,Nincr,N1,N2,N12incr,Dx,DYNgen---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]N1,N2---单元两端的结点码;以下连接方式:1为连接,0为不连接;DOF11,DOF12---分别为单元在杆端1处的x、y方向自由度的连接方式,缺省值=1;DOF13---单元在杆端1处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0;DOF21,DOF22---分别为单元在杆端2处的x、y方向自由度的连接方式,缺省值=1;DOF23---单元在杆端2处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0.4.单元生成(即成批输入单元两端的连接方式)EGEN,Ngen,E1,E2,NincrEgen---生成次数;E1,E2---基础单元范围;Nincr---生成中单元两端点对应的结点码增量.5.支座约束定义NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdisy,SdisR]Sn---支座的结点码;Stype---支座类型码;Sdir---支座方向,以图示方向为零,绕结点逆时针旋转为正;Sdisx---x方向的支座位移,缺省值=0;Sdisy---y方向的支座位移,缺省值=0;SdisR---转角方向的支座位移,缺省值=0.以上(1)～(6)为支座类型码.6.单元材料性质ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,mElemStart---单元起始码;ElemEnd---单元终止码;EA,EI---分别为单元的抗拉和抗弯刚度;m---单元的均布质量(kg/m).7.结点荷载NLOAD,Ln,Ltype,Lsize[,Ldir]Ln---荷载作用的结点码;Ltype---荷载类型;Ltype=1(-1),集中荷载,指向(背离)结点;Ltype=2(-2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;Lsize---荷载大小(kn,kn-m);Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1或-1时入,缺省值=0 . 说明:竖向集中力,作用在结点上方时,取 =-90 ,反之,取 =90 ;水平集中力,作用在结点左方时,取 =0 ,反之,取 =180 .8.单元荷载ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lpos2[,Ldir]]]Ln---荷载作用的单元码;Ltype---荷载类型;Ltype=1(-1),集中荷载,指向(背离)单元;Ltype=2(2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;Ltype=3(-3),均布荷载,指向(背离)单元;Lsize1---荷载大小;Lpos1---荷载起点至单元杆端1的距离与单元杆长的比值,缺省值=0;Lpos2---荷载终点至单元杆端1的距离与单元杆长的比值,缺省值=1;(仅对均布荷载输入Lpos2)Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1,3或-1,-3时输入,缺省值=0.(注:按局部坐标系定义,其角度以逆时针方向为正)9.频率计算参数FREQ,Nfreq,FreqStart,TolNfreq---欲求的频率数目;FreqStart---频率起始阶数;Tol---精度误差限,如0.0005.10.影响线参数IL,LoadDOF,En,pos,FdofLoadDOF---单位荷载的方向(整体坐标系):1为水平,2为竖直,3为转角;En---单元码;pos---单元上截面位置:距杆端1的距离与杆长的比值; Fdof---欲求影响线的内力自由度(局部坐标系),1为轴力,2为剪力,3为弯矩.说明:1.计算结构的内力和位移时,仅输入1(或及2),3(或及4),5,6,7,8 项;2.当单元的抗拉刚度(EA)或抗弯刚度(EI)为无穷大时,则分别填-1;3.当斜杆单元作用沿水平线的均布荷载时,需按合力相等的原则,变换成沿杆轴线分布的均布荷载输入,荷载类型码仍为3(见例5)..上机操作步骤1.双击桌面上的"求解器"图标,再单击"求解器"的封面进入使用状态;2.键入数椐文件名(如TITLE,XXXX),逐行输入数椐(也可用命令方式输入);3.将数椐文件存盘单击桌面上方的"文件",在文件菜单中点"保存"或"另存为",键入文件名,点"确定";4.再单击"文件",在文件菜单中点"退出";5.见提示"?此命令将结束本次SM Solver!"点"取消"或'确定",重新进入SM Solver;6.单击"文件",在文件菜单中点"打开";7.点所要运行的数椐文件名,并单击"确定";8.单击桌面下方的"观览器"图标,(桌面上显示结构计算简图的形状),并单击"最大化"按钮,将图形放大;9.单击桌面上方的"标注",在"标注"菜单中点所要显示的参数;(如无误,则进行下一步,若有误,则进行修改)10.单击"观览器"图标,点桌面上方的"求解";11.在"求解"菜单中,点所要计算的内容(如内力计算、位移计算等),即可显示计算结果(如各杆杆端的内力或位移,对照结构的单元编号或结点编号阅读);12.单击所要显示的内力类型(轴力、剪力、弯矩)及显示对象(如"结构"或"单元");13.单击"观览器"图标,则显示出内力图或位移图;14.重复单击"观览器"图标,即可选定和显示不同的内力图;15.逐层单击标题栏右边的"关闭"按钮,当显示:"此命令将结束本次SM Solver的运行"或提示"结力求解器!Overflow"时,则点"确定"退出..计算例题例1 求图示刚架的内力.各杆的 EA=3.12X10 KN, EI=4.16X10KN-M.TITLE,AAA-1N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,4N,4,4,4E,1,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,2,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,3,3.12E+06,4.16E+04NLOAD,3,1,30,0ELOAD,1,3,20,0,1,90例2 求图示组合结构的内力.设各杆的 EA = EI = 1.TITLE,AAA-2N,1,0,0 NSUPT,1,2,-90,0,0N,2,2,0 NSUPT,5,1,0,0N,3,4,0 ECHAR,1,9,1,1N,4,6,0 ELOAD,1,3,1,0,1,90N,5,8,0 ELOAD,2,3,1,0,1,90 N,6,2,-2 ELOAD,3,3,1,0,1,90 N,7,6,-2 ELOAD,4,3,1,0,1,90 E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,5,1,1,1,1,1,0E,6,7,1,1,0,1,1,0E,6,2,1,1,0,1,1,0E,7,4,1,1,0,1,1,0E,6,1,1,1,0,1,1,0E,7,5,1,1,0,1,1,0例3.求图示桁架各杆的轴力.TITLE,,AAA-3N,1,1,0NGEN,4,1,1,1,1,1,0NGEN,1,5,1,5,1,0,1E,1,2,1,1,0,1,1,0EGEN,3,1,1,1EGEN,1,1,4,5E,6,1,1,1,0,1,1,0EGEN,4,9,9,1E,1,7,1,1,0,1,1,0E,1,8,1,1,0,1,1,0E,8,5,1,1,0,1,1,0E,5,9,1,1,0,1,1,0NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,5,1,0,0NLOAD,8,1,1,-90NLOAD,9,-1,2,-90(注:此题系静定结构,其内力与材料性质无关,故可不输入ECHAR项)例4.求图示桁架的轴力.提示:支座约束和结点荷载信息为NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,2,1,0,0NLOAD,7,1,8,-90NLOAD,8,1,4,180NLOAD,5,1,4,180例5.求图示三铰刚架的内力.提示:支座约束及斜杆单元的荷载信息为NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,2,2,0,0,0ELOAD,2,3,9.48682596,0,1,71.565注:将沿水平线均布荷载(q)变换成沿杆轴线的均布荷载(q ) 即q =qcos =10X6 / 40 = 9.48682596例6.求图示刚架的内力.设EI=1.TITLE,AAA-6N,1,0,0N,2,4,0N,3,8,0N,4,4,-4E,1,2,1,1,1,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,0,1E,4,2,1,1,0,1,1,1NSUPT,1,6,-90,0,0,0NSUPT,3,5,0,0,0NSUPT,4,4,90,0,0ECHAR,1,1,-1,1ECHAR,2,2,-1,2ECHAR,3,3,-1,1ELOAD,1,3,30,0,1,90ELOAD,2,1,50,0.5,90(注:取EA= ,填-1)例7.求图示梁的内力和位移 .EI=5X10 KN-M .TITLE,AAA-7N,1,0,0N,2,6,0N,3,7.5,0E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,0,0,0NSUPT,1,3,0,0NSUPT,2,1,0,0ECHAR,1 2 -1,5E+04ELOAD,2,3,16,0,1,90ELOAD,2,1,20,1,90例8.求图示铰接排架的内力.EI = 1, EI = 6(设横梁的 EI=1,柱子的 EA= )TITLE,AAA-8N,1,0,0 NSUPT,1,6,0,0,0,0 N,2,6,0 NSUPT,2,6,0,0,0,0 N,3,16,0 NSUPT,3,6,0,0,0,0 N,4,0,6 ECHAR,1,1,-1,1N,5,6,6 ECHAR,2,4,-1,6N,6,6,7 ECHAR,5,6,-1,1N,7,6,10 ECHAR,7,8,-1,1N,8,16,10 ELOAD,6,1,20,1/3,90N,9,16,7E,1,4,1,1,1,1,1,0E,2,5,1,1,1,1,1,1E,3,9,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1E,6,7,1,1,1,1,1,0E,9,8,1,1,1,1,1,0E,4,5,1,1,0,1,1,0E,7,8,1,1,0,1,1,0例9.计算图示两层刚架的自振频率和主振型横梁的均布质量m = m = 15X10 kg/m 柱子的抗弯刚度 EI =1X10 kn.m设EA =TITLE,AAA-9N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,3N,4,4,3N,5,0,6N,6,4,6E,1,3,1,1,1,1,1,1E,3,5,1,1,1,1,1,1E,2,4,1,1,1,1,1,1E,4,6,1,1,1,1,1,1E,3,4,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,4,-1,1E+08,1E-08ECHAR,5,6,-1,-1,1.5E+04FREQ,2,1,0.0005(注:柱子的质量不能填0,可填一个很小的数,如10 )例10.对图示两跨四层框架结构,分别计算竖向荷载和水平荷载作用下的内力.各杆的EA、EI值见下表:框架梁柱计算参数表截面弹性模量惯性矩 EA EI构件 A=bXh(m ) E(kn/m ) I(m ) (kn) (kn-m )底层 0.25xX0.5 3X10 0.521X10 0.375X10 1.563X10梁其它层 0.25X0.5 2.8X10 0.521X10 0.350X10 1.459X10底边柱 0.4X0.4 3X10 0.213X10 0.480X10 0.639X10 层中柱 0.45X0.45 3X10 0.342X10 0.608X10 1.026X10柱其边柱 0.4X0.4 2.8X10 0.213X10 0.448X10 0.596X10它层中柱 0.45X0.45 2.8X10 0.342X10 0.567X10 0.958X10TITLE,AAA-10N,1,0,0 水平荷载作用N,2,5.0,0 NLOAD，4,1,8.05,0N,3,10.0,0 NLOAD,7,1,11.17,0NGEN,1,3,1,3,1,0,4.5 NLOAD,10,1,15.20,0NGEN,3,3,4,6,1,0,3 NLOAD,13,1,19.10,0E,1,4,1,1,1,1,1,1 竖向荷载作用EGEN,2,1,1,1 ELOAD,13,3,19.30,0,1,9EGEN,3,1,3,3 ELOAD,14,3,19.30,0,1,90 E,4,5,1,1,1,1,1,1 ELOAD,15,3,19.30,0,1,90E,5,6,1,1,1,1,1,1 ELOAD,16,3,19.30,0,1,90E,7,8,1,1,1,1,1,1 ELOAD,17,3,19.30,0,1,90EGEN,2,15,15,3 ELOAD,18,3,19.30,0,1,90E,8,9,1,1,1,1,1,1 ELOAD,19,3,19.50,0,1,90EGEN,2,18,18,3 ELOAD,20,3,19.50,0,1,90NSUPT,1,6,0,0,0,0 NLOAD,4,1,53.79,-90NSUPT,2,6,0,0,0,0 NLOAD,7,1,53.79,-90NSUPT,3,6,0,0,0,0 NLOAD,10,1,53.79,-90ECHAR,1,1,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,6,1,53.79,-90 ECHAR,2,2,6.08E+06,10.26E+04 NLOAD,9,1,53.79,-90ECHAR,3,3,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,12,1,53.79,-90 ECHAR,4,4,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,5,1,71.97,-90 ECHAR,6,6,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,8,1,71.97,-90 ECHAR,7,7,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,11,1,71.97,-90 ECHAR,9,9,4,48E+06,5.96E+04 NLOAD,13,1,44.08,-90 ECHAR,10,10,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,15,1,44.08,-90 ECHAR,12,12,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,14,1,50.86,-90 ECHAR,5,5,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,8,8,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,11,11,5.67E+06,9.58E+04ECHAR,13,14,3.75E+06,15.63E+04ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04。
结构力学求解器(使用指南)
结构力学求解器(使用指南)结构力学求解器(SMSolverofWindows)是一个关于结构力学分析计算的计算机软件,(体系)的几何组成、静定和超静定结构的内力、位移,影响,以及弹性稳定等结构力学课程中所涉及的绝大部分问题.;能;能绘制结构的影响V1.5..运行环境Windows98/NT.8M内存.2M硬盘空间..装机与运行,在Windows环境下运行光盘上的SMsetup.exe,然后按提示操作.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.,然后按以下诸项输入数椐:1.结点定义N,Nn,x,yNn---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.Ngen---Nincr---N1、N12incr---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]N1,N2---单元两端的结点码;:1为连接,0为不连接;DOF11,DOF12---分别为单元在杆端1处的x、y方向自由度的连接方式,=1;DOF13---单元在杆端1处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0;缺省值=1;DOF23---单元在杆端2处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0.4.单元生成(即成批输入单元两端的连接方式)EGEN,Ngen,E1,E2,NincrEgen---生成次数;E1,E2---基础单元范围;Nincr---支座约束定义NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdisy,SdisR]Sn---Stype---Sdir---Sdisx---x方向的支座位移,缺省值=0;Sdisy---y方向的支座位移,缺省值=0;SdisR---转角方向的支座位移,缺省值=0.以上(1)～(6)为支座类型码.ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,mElemStart---单元起始码;ElemEnd---单元终止码;EA,EI---分别为单元的抗拉和抗弯刚度;m---单元的均布质量(kg/m).Ltype---Ltype=1(-1),Ltype=2(-2),Lsize---Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1或-1时入,缺省值=0.:竖向集中力,作用在结点上方时,取=-90,反之,取=90;水平集中力,作用在结点左方时,取=0,反之,取=180.8.单元荷载ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lpos2[,Ldir]]]Ln---荷载作用的单元码;Ltype---荷载类型;Ltype=2(2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;Ltype=3(-3),均布荷载,指向(背离)单元;Lsize1---荷载大小;Lpos1---荷载起点至单元杆端1的距离与单元杆长的比值,缺省值=0; Lpos2---荷载终点至单元杆端1的距离与单元杆长的比值,缺省值=1;(仅对均布荷载输入Lpos2)Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1,3或-1,-3时输入,缺省值=0.(注:9.频率计算参数FREQ,Nfreq,FreqStart,TolNfreq---FreqStart---Tol---精度误差限,如0.0005.10.影响线参数IL,LoadDOF,En,pos,FdofLoadDOF---单位荷载的方向(整体坐标系):1为水平,2为竖直,3为转角;En---单元码;pos---单元上截面位置:距杆端1的距离与杆长的比值;Fdof---欲求影响线的内力自由度(局部坐标系),1为轴力,2为剪力,说明:1.计算结构的内力和位移时,仅输入1(或及2),3(或及4),5,6,7,8项;2.当单元的抗拉刚度(EA)或抗弯刚度(EI)为无穷大时,则分别填-1;3.当斜杆单元作用沿水平线的均布荷载时,需按合力相等的原则,变换成沿杆轴线分布的均布荷载输入,荷载类型码仍为3(见例5).1.双击桌面上的"2.键入数椐文件名(如3.将数椐文件存盘"文件点"4.再单击文件",在文件菜单中点5.见提示"?此命令将结束本次SMSolver!"点""或'确定",重新进入SMSolver;6.单击"文件",在文件菜单中点"打开";7.点所要运行的数椐文件名,并单击"确定";8.单击桌面下方的"观览器"图标,(桌面上显示结构计算简图的形状),并单击"最大化"按钮,将图形放大;9.单击桌面上方的"标注",在"标注"菜单中点所要显示的参数;(如无误,则进行下一步,若有误,则进行修改)10.单击"观览器"图标,点桌面上方的"求解";(如各杆杆端的内力或位移,对照结构的单元编号或结点编号阅读);12.单击所要显示的内力类型(轴力、剪力、弯矩)及显示对象(如"结构"或"单元");13.单击"观览器"图标,则显示出内力图或位移图;14.重复单击"观览器"图标,即可选定和显示不同的内力图;15.逐层单击标题栏右边的"关闭"按钮,当显示:"此命令将结束本次SMSolver的运行"或提示".计算例题例1求图示刚架的内力.各杆的EA=3.12X10KN,EI=4.16X10KN-M.TITLE,AAA-1N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,4N,4,4,4E,1,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,2,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0NLOAD,3,1,30,0ELOAD,1,3,20,0,1,90例2求图示组合结构的内力.设各杆的EA=EI=1.TITLE,AAA-2N,1,0,0NSUPT,1,2,-90,0,0E,2,3,1,1,1,1,1,0E,3,4,1,1,0,1,1,1E,4,5,1,1,1,1,1,0E,6,7,1,1,0,1,1,0E,6,2,1,1,0,1,1,0E,7,4,1,1,0,1,1,0E,6,1,1,1,0,1,1,0E,7,5,1,1,0,1,1,0例3.求图示桁架各杆的轴力.TITLE,,AAA-3N,1,1,0NGEN,4,1,1,1,1,1,0NGEN,1,5,1,5,1,0,1E,1,2,1,1,0,1,1,0EGEN,3,1,1,1E,1,7,1,1,0,1,1,0E,1,8,1,1,0,1,1,0E,8,5,1,1,0,1,1,0E,5,9,1,1,0,1,1,0NSUPT,1,2,-90,0,0NSUPT,5,1,0,0NLOAD,8,1,1,-90NLOAD,9,-1,2,-90(注:此题系静定结构,其内力与材料性质无关,故可不输入ECHAR项)4.求图示桁架的轴力.提示:支座约束和结点荷载信息为NSUPT,2,1,0,0NLOAD,7,1,8,-90NLOAD,8,1,4,180NLOAD,5,1,4,180例5.求图示三铰刚架的内力.:注(q)变换成沿杆轴线的均布荷载即q=qcos=10X6/40=例求图示刚架的内力.设EI=1.TITLE,AAA-6N,1,0,0N,2,4,0N,3,8,0N,4,4,-4E,1,2,1,1,1,1,1,1E,2,3,1,1,1,1,0,1NSUPT,1,6,-90,0,0,0NSUPT,3,5,0,0,0NSUPT,4,4,90,0,0ECHAR,1,1,-1,1ECHAR,2,2,-1,2ECHAR,3,3,-1,1ELOAD,1,3,30,0,1,90例求图示梁的内力和位移TITLE,AAA-7N,2,6,0N,3,7.5,0E,1,2,1,1,0,1,1,1E,2,3,1,1,1,0,0,0NSUPT,1,3,0,0NSUPT,2,1,0,0ECHAR,12-1,5E+04ELOAD,2,3,16,0,1,90ELOAD,2,1,20,1,908.求图示铰接排架的内力.EI=1,EI=6(设横梁的EI=1,柱子的EA=)TITLE,AAA-8N,1,0,0NSUPT,1,6,0,0,0,0 N,2,6,0NSUPT,2,6,0,0,0,0N,6,6,7ECHAR,5,6,-1,1N,7,6,10ECHAR,7,8,-1,1 N,8,16,10ELOAD,6,1,20,1/3,90N,9,16,7E,1,4,1,1,1,1,1,0E,2,5,1,1,1,1,1,1E,3,9,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1E,6,7,1,1,1,1,1,0E,9,8,1,1,1,1,1,0E,4,5,1,1,0,1,1,0E,7,8,1,1,0,1,1,0例9.计算图示两层刚架的自振频率和主振型横梁的均布质量m=m=15X10kg/m柱子的抗弯刚度EI=1X10kn.m设EA=TITLE,AAA-9N,1,0,0N,2,4,0N,4,4,3N,5,0,6N,6,4,6E,1,3,1,1,1,1,1,1E,3,5,1,1,1,1,1,1E,2,4,1,1,1,1,1,1E,4,6,1,1,1,1,1,1E,3,4,1,1,1,1,1,1E,5,6,1,1,1,1,1,1NSUPT,1,6,0,0,0,0NSUPT,2,6,0,0,0,0ECHAR,1,4,-1,1E+08,1E-08ECHAR,5,6,-1,-1,1.5E+04FREQ,2,1,0.0005(注:柱子的质量不能填0,可填一个很小的数,如10)10.对图示两跨四层框架结构,分别计算竖向荷载和水平荷载作用下的内力.各杆的EA、EI值见下表:框架梁柱计算参数表截面弹性模量惯性矩EAEI构件A=bXh(m)E(kn/m)I(m)(kn)(kn-m)底层梁其它层0.25X0.52.8X100.521X100.350X101.459X10底边柱0.4X0.43X100.213X100.480X100.639X10层中柱3X100.342X100.608X101.026X10柱其边柱0.4X0.42.8X100.213X100.448X100.596X10它层中柱2.8X100.342X100.567X100.958X10TITLE,AAA-10N,1,0,0水平荷载作用N,2,5.0,0NLOAD，4,1,8.05,0NGEN,1,3,1,3,1,0,4.5NLOAD,10,1,15.20,0NGEN,3,3,4,6,1,0,3NLOAD,13,1,19.10,0E,1,4,1,1,1,1,1,1竖向荷载作用EGEN,2,1,1,1ELOAD,13,3,19.30,0,1,9EGEN,3,1,3,3ELOAD,14,3,19.30,0,1,90 E,4,5,1,1,1,1,1,1ELOAD,15,3,19.30,0,1,90E,5,6,1,1,1,1,1,1ELOAD,16,3,19.30,0,1,90NSUPT,1,6,0,0,0,0NLOAD,4,1,53.79,-90NSUPT,2,6,0,0,0,0NLOAD,7,1,53.79,-90NSUPT,3,6,0,0,0,0NLOAD,10,1,53.79,-90 ECHAR,1,1,4.8E+06,6.39E+04NLOAD,6,1,53.79,-90 ECHAR,2,2,6.08E+06,10.26E+04NLOAD,9,1,53.79,-90 ECHAR,3,3,4.8E+06,6.39E+04NLOAD,12,1,53.79,-90 ECHAR,4,4,4.48E+06,5.96E+04NLOAD,5,1,71.97,-90 ECHAR,6,6,4.48E+06,5.96E+04NLOAD,8,1,71.97,-90 ECHAR,7,7,4.48E+06,5.96E+04NLOAD,11,1,71.97,-90 ECHAR,9,9,4,48E+06,5.96E+04NLOAD,13,1,44.08,-90 ECHAR,10,10,4.48E+06,5.96E+04NLOAD,15,1,44.08,-90 ECHAR,12,12,4.48E+06,5.96E+04NLOAD,14,1,50.86,-90ECHAR,8,8,5.67E+06,9.58E+04 ECHAR,11,11,5.67E+06,9.58E+04 ECHAR,13,14,3.75E+06,15.63E+04 ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04。
[教程]结构力学求解器
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[教程]结构力学求解器建筑工程专业毕业设计应用结构力学求解器指导书一、概述以往建筑工程专业毕业设计中结构设计的手算部分(以一榀框架为主要计算单元，分层法求解竖向荷载作用下的内力及D值法求解水平方向荷载作用下的内力)，大部分计算为复杂的重复计算。
其方法简单，但在复杂计算部分耗费学生大量的时间，其最后结果并不理想。
把繁琐交给结构力学求解器，我们留下创造力。
把以往结构设计中复杂的手算交给结构力学求解器，我们在毕业设计中留下更多的创造力。
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，为毕业设计中的关键部分掌握提更多的空间。
二、软件使用介绍本指导书只建筑工程专业毕业设计中结构设计中的计算部分作简单介绍。
软件使用步骤如下:1. 输入一榀框架的平面结构体系。
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. 对结构求解针对毕业设计的要求，我们在此仅对其内力进行计算。
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;2EA:kN;EA:kN?m。
三、实例1. 初始数据本指导书以一榀框架(3跨3层)在水平和竖向荷载作用下内力计算为例。
其结构如图1a、b、c所示。
截面特性如表1所示。
图1a 刚架的结构尺寸图图1b 刚架的竖向荷载图图1c 刚架的水平荷载图表1 柱梁的截面特性2242构件名 B(m) h(m) E(kN/m) A(m) I (m) EA(kN) EI(kN?m)柱 0.45 0.45 25500000 0.2025 0.003417 5163750 87138.28梁1 0.25 0.5 25500000 0.125 0.002604 3187500 66406.25梁2 0.25 0.4 25500000 0.1 0.001333 2550000 34000 2. 应用其解器求结构内力的操作步骤A. 对结构进行结点编码(如图2所示)。
结构力学求解器使用教学教程
2.力学相关知识介绍
结点命令
N, Nn, x, y Nn，结点编码； x，结点的x坐标； y，结点的y坐标。
2.力学相关知识介绍
② 单元：连接结点的杆件。
2.力学相关知识介绍
单元命令
E, N1, N2 [, DOF11, DOF12, DOF13, DOF21,
DOF22, DOF23]
N1, N2，单元两端的结点码； 以下连接方式：1为连接，0为不连接： DOF11，杆端1处的x方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF12，杆端1处的y方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF13，杆端1处的转角方向自由度的连接方式 ，缺省值=0； DOF21，杆端2处的x方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF22，杆端2处的y方向自由度的连接方式， 缺省值=1； DOF23，杆端2处的转角方向自由度的连接方式 ，缺省值=0。
2.力学相关知识介绍
⑤ 单元材料性质：定义一个或多个单元的抗拉刚度、抗弯刚度、均布质量 、极限弯矩、抗剪刚度等。计算刚度、极限荷载等计算时使用。
2.力学相关知识介绍
⑤ 单元材料性质
ESUPT, Selem, SelemEnd, Stype [[, Sdir,] Sdisx
[, Sdisy [, SdixR]]] Selem，单元编码； SelemEnd, 单元杆端； Stype，单元杆端约束类型； Stype=1，x方向； Stype=2，y方向； Stype=3，转角方向； Stype=4，x方向、y方向和转角方向； Stype=5，斜向； Sdir，支座方向，仅当Stype=5时需输入； Sdisx, x方向的支座位移，缺省值=0； Sdisy, y方向的支座位移，缺省值=0； SdisR, 转角方向的支座位移，缺省值=0。
结构力学求解器使用说明书(连星耀)
结构力学求解器 V2.0.2使用说明书把繁琐交给求解器，我们留下创造力结构力学求解器（Structural Mechanics Solver，简称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，供工程技术人员设计、计算、验算之用。
也是一个作图和演示的工具。
SM Solver的操作方法与主要功能简介如下：1、在桌面上点击图标：2、再点击图标：3、同时弹出“观览器”与“编辑器”4、点击观览器中“查看/颜色”，弹出“调色板”5、在调色板中，选择“暂时采用黑白色”并“确定”，观览器背景变成白色。
6、在编辑器的“命令”下拉菜单中，依次：（1）点击“问题定义”，为文件命名;（2）点击“结点”，为问题确定全部结点坐标;（3）点击“单元”,确定各单元的链接方式;（4）点击“位移约束”，为结构加上相应约束；（此时在“编辑器”中的“求解”下拉菜单中，点击“几何组成”，可进行自动求解；点击“几何构造”，可得到智能求解结果。
）（5）点击“荷载条件”，给结构加上外力；（此时在“编辑器”中的“求解”下拉菜单中，点击“内力计算”，可在“观览器”中显示静定结构的内力图）（6）点击“材料性质”，输入各单元的拉压刚度EA与弯曲刚度EI；（此时在“编辑器”中的“求解”下拉菜单中，点击“内力计算”，可得静定或超静定结构的内力图；点击“位移计算”，可得静定或超静定结构的位移图。
）（7）点击“其它参数/影响线”，选择影响线的类型与截面位置；（此时在“编辑器”中的“求解”下拉菜单中，点击“影响线”，在“观览器”中可得静定或超静定结构的影响线）。
结构力学求解器介绍
M2 F1 x M1 F1 y l F2 y
平衡
(无荷载)
F2 x l FN1 M1
M2
FN1
M1 + M 2 − l M1 + M 2 l
4 - 29
内力平衡方程
0 F1 x − 1 0 F1 y 0 1 l 1 l 0 M1 0 1 F = 1 0 0 2x F2 y 0 − 1 l − 1 l 1 0 0 M 2
e F = h FX −P e e e e e
FN1 M1 M 2
e
0 m − ql 2 0 + − pl ql − m − 2 0
e
H FX = P
单元
整体
4 - 30
§刚度方程
标准线性规划问题
8(I) - 34
• 高教出版社 • 1999年v1.0，约一万套 • 2000年v1.5，约二万套 • 全国各高校、设计院、研究院 • 1999年10月西安培训班 • 2000年10月南京培训班
1 - 13
V2.0 (工程版) 主要新功能
• 全32位程序（功能、性能提高） • 解题规模无限（仅受内存和速度限制） • 远程计算 （计算模块随时更新） • 计算速度快 （比ANSYS还快） • 操作更加简便 （更新了大批控件） • 新增求解功能 （见下页）
e
7(I) - 19
§整体刚度方程
按常规集成后
K (ω )Δ= 0
为得到非平凡解，要求 Wittick-Williams算法 （1973） 二阶迭代法 （袁、叶、Williams,1998-2001）
结构力学求解器介绍
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@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。
结构力学求解器教程
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。
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。
结构力学求解器简介
§1-6 结构力学求解器简介§1-6 结构力学求解器简介把繁琐交给求解器，我们留下创造力！本书所附的《结构力学求解器》（SM Solver for Windows，简称求解器）是一个方便好用的计算机辅助分析计算软件（见所附光盘），其求解内容涵盖了本教材中所涉及的几乎所有问题，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。
有关求解器的安装和使用简介可以参阅软件光盘上的相关文档和联机帮助，这里不作详细讲解。
本书中各个章节中大都会出现如何使用求解器的内容，供读者酌情选学或自学。
由于本书中主要将求解器当作工具来用，因此只在目录中列出相关内容的标题（以便为读者提供一个循序渐进的向导），而具体内容则放到了光盘上，同时其内在的算法和原理将在其他教材（参见袁驷编著，《程序结构力学》）中介绍。
在结构力学的学习中，求解器可以提供多种功用和帮助，有待于读者去熟悉和发现，这里只列举几点。
1. 结构计算求解的利器求解器首先是一个计算求解的强有效的工具。
犹如计算器的功能是做数值计算，求解器的功能是做结构计算。
任意平面结构输进求解器，鼠标一点，变形图和内力图即出。
2. 体验大结构的受力性能求解器并非专为课堂上小问题的求解而设计的。
有了求解器，即便是结构力学的初学者，也可以用求解器来方便地求解大结构的各类问题，以增强对大结构受力特性的直观感受和切实体验。
3. 求解传统方法难以求解的问题本书中的传统方法并非都适用于精确求解大型实际结构，例如，几何构造分析的三角形法则只适用于符合该法则的体系，超静定结构分析方法大都假定结构无轴向变形等等；而求解器则全无这些限制。
4. 演示和作图的工具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MS Word或MS PowerPoint中，并可以方便地进行再编辑。
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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@
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。
求解功能
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求解功能分为自动求解和智能求解两类。
自动求解功能:
- 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；
- 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、反力图和位移图；
- 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；
- 平面结构的极限分析，求解极限荷载，给出塑性铰位置，并可静态或动画显示单向机构
运动模态；
- 平面结构的影响线分析，并绘制影响线图。
智能求解功能:
- 平面体系的几何构造分析：按两刚片或三刚片法则求解，给出求解步骤；
- 平面桁架的截面法：找出使指定杆成为截面单杆的所有截面；
- 平面静定组合结构的求解：按三种模式以文字形式或图文形式给出求解步骤。
1.结构力学求解器默认的单位是：N
2.求解器采用纯数值计算，本身不带单位，单位由用户事先统一。
在“帮助文档/概述/符号约定”中对此有说明：
·所有单位由用户事先统一，比如：所有长度单位取为米,力的单位取为千牛等；
——出自软件管理员原话
比如你输入了一个数值，就事先想好是什么单位，自己做一个约定。
比如你长度可以认为是厘米，力单位为牛顿，如果相乘则结果单位为厘米×牛顿
3.结构力学求解器能看弯矩图吗？
输进去一个结构，点击求解/内力计算，在弹出的窗体中选弯矩，即可看弯矩图。
4.结构力学求解器中如何考虑自重荷载?
比如计算一个结构，荷载只考虑自重荷载，该如何定义荷载？
结力求解器么？
命令-》材料性质-》均布质量中输入就好。
砼可取20-25，钢结构7.85
10.清华大学出的结构力学求解器怎么画4米梯形屋架？
是不是这个：
结点,1,0,0
结点,5,4,0
结点填充,1,5,3,2,1
结点生成,1,4,2,4,1,0,1
单元,1,2,1,1,0,1,1,0
单元生成,3,1,1,1
单元,6,7,1,1,0,1,1,0
单元,7,8,1,1,0,1,1,0
单元,2,6,1,1,0,1,1,0
单元生成,2,7,7,1
单元,1,6,1,1,0,1,1,0
单元,6,3,1,1,0,1,1,0
单元,3,8,1,1,0,1,1,0
单元,8,5,1,1,0,1,1,0
结点支承,1,3,0,0,0
结点支承,5,1,0,0
另一软件---本软件为具有桥梁结构特色的平面杆系结构静力、动力分析有限元软件，能计算变截面杆（梁）在各种静力、动力荷载（包括移动荷载和位移激励）下的结构响应，并给出直观的图形显示，还可计算结构任意截面的内力、位移影响线，并可实现各种标准荷载（包括用户自定义车列）的自动布载和内力(位移)包络图绘制。
软件由C++语言编写、在Visual C++ 6.0下开发而成，采用了多种先进的有限元分析及编程技术，具有精度高、速度快的特点。
本软件的另一特色为数据输入方式的样板化，数据文件可包括任意的说明文字，无需记忆数据输入格式，只需在样板文件上修改即可，可以说异常快捷方便。