结构力学求解器
结构力学求解器使用指南之欧阳美创编
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,DOF13,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[,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,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=4.16X10KNM.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,5,1,0,0N,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,4,1,1,1,1,1,0NGEN,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,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,2,1,0,0ECHAR,1 2 1,5E+04 ELOAD,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,AAA8N,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,8,16,10ELOAD,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,AAA9N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,3N,4,4,3N,5,0,6N,6,4,6E,1,3,1,1,1,1,1,1E,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+08,1E08 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 3X100.521X10 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,AAA10N,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,1,3,1,3,1,0,4.5NLOAD,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,2,1,1,1 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,15,3,19.30,0,1,90 E,5,6,1,1,1,1,1,1 ELOAD,16,3,19.30,0,1,90 E,7,8,1,1,1,1,1,1 ELOAD,17,3,19.30,0,1,90EGEN,2,15,15,3 ELOAD,18,3,19.30,0,1,90 E,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,2,6,0,0,0,0NLOAD,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+04NLOAD,14,1,50.86,90ECHAR,5,5,5.67E+06,9.58E+04 ECHAR,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+04ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04创作：欧阳美时间：2021.01.01 创作：欧阳美时间：2021.01.01。
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欧阳数创编
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,DOF13,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[,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,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,5,1,0,0N,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,2,2,0,0,0ELOAD,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,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,1,6,0,0,0,0 N,2,6,0 NSUPT,2,6,0,0,0,0N,3,16,0 NSUPT,3,6,0,0,0,0N,4,0,6 ECHAR,1,1,1,1N,5,6,6 ECHAR,2,4,1,6 N,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 =1X10kn.m设EA =TITLE,AAA9N,1,0,0N,2,4,0N,3,0,3N,4,4,3N,5,0,6N,6,4,6E,1,3,1,1,1,1,1,1E,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+08,1E08ECHAR,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 3X100.521X10 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,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,1,3,1,3,1,0,4.5NLOAD,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,2,1,1,1 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,15,3,19.30,0,1,90 E,5,6,1,1,1,1,1,1 ELOAD,16,3,19.30,0,1,90 E,7,8,1,1,1,1,1,1 ELOAD,17,3,19.30,0,1,90EGEN,2,15,15,3 ELOAD,18,3,19.30,0,1,90 E,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,1,6,0,0,0,0NLOAD,4,1,53.79,90NSUPT,2,6,0,0,0,0NLOAD,7,1,53.79,90NSUPT,3,6,0,0,0,0NLOAD,10,1,53.79,90ECHAR,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+04NLOAD,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+04ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04创作：欧阳数时间：2021.03.02 创作：欧阳数时间：2021.03.02。
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。
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.
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。
结构力学求解器例题课件
应力
应力是指单位面积上的内力， 表示物体内部的受力状态。
结构力学的重要性
结构力学是工程设计的基础， 为各种工程结构的分析和设计
提供了理论依据。
结构力学的理论和方法是评 估工程结构安全性和可靠性 的关键，对于保障人民生命 财产安全具有重要意义。
随着科技的发展，结构力学不 断涌现出新的理论和方法，为 解决复杂工程问题提供了有力
详细描述
框架结构在受力时，框架之间的相互作用会产生弯矩和剪力。通过求解框架结 构的弯矩和剪力，可以进一步分析其变形和应力分布。同时，还需要考虑框架 结构的稳定性问题，以确保其安全可靠。
04 结构力学求解器的操作演 示
操作步骤一：建立模型
总结词
建立模型是使用结构力学求解器的第一步，需要定义模型的几何形状、材料属性、连接方式等。
结构力学求解器例题课件
目录
• Байду номын сангаас构力学基础 • 结构力学求解器介绍 • 结构力学例题解析 • 结构力学求解器的操作演示 • 结构力学求解器的结果解读 • 总结与展望
01 结构力学基础
结构力学简介
结构力学是一门研究结构在各种力和力矩作用下的响应的学科，主要关注结构的内 力和变形。
结构力学在工程领域中有着广泛的应用，如建筑、机械、航空航天和交通等领域。
详细描述
在结构力学求解器中，用户可以通过图形界面输入模型的几何参数，如长度、宽度、高度等，并定义 各部件的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度等。同时，用户还需设定各部件之间的连接方式，如 刚性连接、铰链连接等。
操作步骤二：设置边界条件和载荷
总结词
设置边界条件和载荷是求解结构力学问 题的关键步骤，需要确定模型在哪些位 置受到约束，以及受到何种外力作用。
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
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”。
结构力学求解器教程
综上所述，求解器中单元对话框中的“连接方式”是指各杆端与虚拟刚结点的连接方式， 而不是杆件之间的连接方式。这样，各杆件通过虚拟刚结点这一中介再和其他杆件间接地连
① 极限分析中的结点机构将被视为破坏机构的一种。
2
§2-4 在求解器中输入平面结构体系 接。这种处理的好处是可以避免结点的重复编码（如本书中矩阵位移法中所介绍的），同时可 以方便地构造各种复杂的组合结点。
N,1,0,0 N,2,0,1 N,3,1,1 N,4,1,0 N,5,1,2 N,6,2.5,0 N,7,2.5,2.5 E,1,2,1,1,0,1,1,1 E,2,3,1,1,1,1,1,0 E,4,3,1,1,0,1,1,1 E,3,5,1,1,1,1,1,1 E,5,7,1,1,1,1,1,0 E,6,7,1,1,1,1,1,0 NSUPT,1,4,0,0,0 NSUPT,4,4,0,0,0 NSUPT,6,6,0,0,0,0 END
按照这样的定义，角位移和力矩在局部坐标下和整体坐标下方向是一致的，所以没有必要加 以区分。
2. 虚拟刚结点 首先引入的一个概念是虚拟刚结点。
用求解器输入一个结构体系时，首先输入一些结点。这些结点被理解为是虚拟刚结点，
பைடு நூலகம்
即将每一个结点看作是一个具有 3 个自由度（两个平移，一个转动）的小刚体。虚拟刚结点 是杆件之间连接的中介。在随后定义杆件单元时，不是去定义单元杆端和杆端的连接，而是
以上命令数据中主要有三种命令：结点定义、单元定义、结点支承定义。下面分别讨论 如何用对话框输入这些命令。
(1)结点定义 以第一行命令“结点,1,0,0”为例；其中“结点”或“N”为关键词；后面的 1 为结点码； 0,0 为整体坐标值。用对话框输入该命令的步骤如下： 1)在“命令”菜单下选择“结点”子菜单，打开结点对话框；此时，默认的命令选择是 结点定义。 2)在“结点码”下拉框中输入（或从下拉选项中选）1。 3)在“坐标 x”和“y”下拉框中分别输入 0，0。 4)单击“预览”按钮，可以在观览器中看到结点 1 的显示。 5)若不满意，可以修改以上输入。 6)单击“应用”按钮，将命令写到文档上。 7)可以继续输入下一个命令。 8)完成输入后，单击“关闭”按钮，关闭结点对话框。 此时，可以在文档上看到已输入的命令行，同时观览器中会同步显示出该结点。其余结点的 输入类似。 (2)单元定义 在结点定义命令后面的是单元定义命令。此时，要用到虚拟刚结点的概念。第一行单元 定义命令为：“单元,1,2,1,1,0,1,1,1”；其中关键词“单元”或“E”后面的 1,2 为单元两端 的结点码；随后的 6 个数据是两端点与虚拟刚结点 1,2 的连接码。用对话框输入该命令步骤 如下： 1) 在“命令”菜单下选择“单元”子菜单，打开单元对话框；此时，默认的命令选择 是单元定义。 2) 单元编码按照输入顺序自动排列，因此没有单元码输入选项。 3) 在“杆端 1”的“连接结点”处输入 1，“连接方式”选“铰结”。
结构力学求解器在《建筑力学与结构》教学中的应用探索
结构力学求解器在《建筑力学与结构》教学中的应用探索【摘要】本文探讨了结构力学求解器在《建筑力学与结构》教学中的应用探索。
通过介绍结构力学求解器的基本原理和在建筑力学教学中的应用案例，分析了其在教学中的优势和实践中所面临的挑战。
在应对挑战的方法方面提出了一些解决思路。
结论部分总结了结构力学求解器在建筑力学与结构教学中的应用价值，并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究，可以更好地理解结构力学求解器在建筑力学与结构教学中的作用，为提高教学效果和学生的实践能力提供一定的参考。
【关键词】结构力学、求解器、建筑力学、教学应用、优势、挑战、解决方法、应用价值、未来研究方向1. 引言1.1 背景介绍结构力学是研究结构在外力作用下的应力、应变和变形规律以及稳定性和振动特性等问题的一门学科。
在建筑工程中，结构力学扮演着至关重要的角色，确保建筑物在各种外力作用下保持稳定和安全。
而结构力学求解器则是一种能够对结构进行力学分析和求解的应用软件，能够有效地支持结构分析和设计工作。
随着计算机技术的不断发展和普及，结构力学求解器在建筑力学与结构教学中的应用日益广泛。
通过结构力学求解器，学生可以更直观地理解结构在外力作用下的行为规律，加深对结构力学理论的理解和掌握。
结构力学求解器也为教师提供了更多的教学手段和资源，使得教学内容更加生动和形象。
本文将探讨结构力学求解器在建筑力学与结构教学中的应用实践及其价值，同时分析教学实践中可能面临的挑战，提出相应的应对方法，为今后的教学工作提供借鉴和参考。
1.2 研究目的本文旨在探讨结构力学求解器在建筑力学与结构教学中的应用情况，旨在了解该技术在教学实践中的具体应用案例和优势，同时分析在教学中可能面临的挑战及应对方法。
通过深入研究结构力学求解器的基本原理和在教学中的实际应用，可以为教师和学生提供更好的教学资源和方法，促进建筑力学与结构教学的教学效果和质量的提升。
本研究还旨在评估结构力学求解器在建筑力学与结构教学中的应用价值，为未来相关研究方向提供参考。
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指南
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、在出现得页面上任意位置单击.3、出现“编辑器"与“观览器"两个图框.如果瞧不到“观览器”,则在“编辑器"里单击“查瞧”→“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”菜单用于所有命令得输入,依次输入顺序：结点→单元→位移约束(也就就是支座条件）→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得点，如果点得位置正确,再应用，应用之后编辑器里会出现刚才关于结点输入得命令流。
如果应用之后发现不正确,将光标放在编辑器里需要修改得命令行，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得结点，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得结点码，一般就是计算机自动生成得,也就就是观览器中显示得阿拉伯数字，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得单元，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与杆端约束，选择结点约束时,需要输入相应得结点支座信息,其中结点码为观览器中得阿拉伯数字编码,支座类型为对话框上方六种类型，按照实际类型选择相应得数字，支座性质分为刚性与弹性，一般选择刚性,弹性支座就是指弹簧之类刚度为有限值得支座。
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。
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）
结构力学求解器使用指南
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、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大部分问题.对几何可变体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.清华大学土木系研制.高教出版社发行.Win dows 9 8 / NT. 8 M 内存. 2 M硬盘空间将软件光盘置入光驱，在Win dows环境下运行光盘上的SMsetup.exe,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.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.三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 . 结占八疋义N , N n 5x , yN n - - - 结占八、、编码；x - - - 结占八、的x 坐标；y - - -结占八、的y 坐标.结构整体坐标系为xoy, •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, Ng e n, Ni n c r , N 1 , N2, N12i n c r , Dx , DY N g e n 结点生成的次数N i n c r - - - 每次生成的结点码增量；N 1 、N 2 --- 基础结点范围；N 1 2 in c r - --基础结占八、、的编码增吕-量；D x , DY- --生成结点的x ,y 坐标增量.3 . 单元定义E, N1 , N2[ , D0F11, D0F12, D0F13, D0F21, DOF22, DOF23]N 1 , N 2 ---单元两端的结点码；以下连接方式：1 为连接，0 为不连接； DOF11QOF12---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；DOF21QOF22---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 ;N g e n 结点生成的次数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, N g e n, E 1 , E 2 , ,N i n c rE g e n - - - 生成次数；E 1 , E 2 --- 基础单元范围；N i n c r --- 生成中单元两端点对应的结点码增量.NSUPT, Sn, Stype, Sdi r , [ , Sdi s x, Sdi s y , Sdi sR]S n --- 支座的结点码；S t y p e --- 支座类型码；Sdi r ---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;S d i s y - - - y 方向的支座位移，缺省值=0;S d i s R ----------- 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E CH AR, E l e m S t a r t ,E l e m E n d , E A , E I , mE l e m S t a r t - - -单元起始码5E l e m E n d - 单元终止码5E A , El ------------- 分别为单元的抗拉和抗弯刚度的均布质量（结点荷载N L O A D , Ln Ltype, L s i z e [荷载作用的结点码L t y p e 荷载类型Ltype=1（ - 1）,集中荷载，指向（背离）结点;Lt y p e = 2 （ - 2 ）,逆时（顺时）针方向的集中力矩;L s i z e ---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, Lt y pe, Ls i z e1[ , Lpos1 [ Lpos2[ , Ldi r]]]Ln-- - 荷载作用的单元码；L t y p e - - - 荷载类型；L t y p e = 1 （ - 1 ）,集中荷载，指向（背离）单元；Lt y p e = 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；Lposl---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L p o s 2 ）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）频率计算参数FREQ, N f r e q F r e q S t a r t欲求的频率数目F r e q S t a r t 频率起始阶数精度误差限，如I L , LoadDOF, EnLoadDOF---单位荷载的方向（整体坐标系）:1为水平,2为竖直,3为转角；E n - - - 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）.四上机操作步骤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. 键入数据文件名（如TITLE,XXXX）,逐行输入数据（也可用命令方式输入）；3 . 将数据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S M Sol ver!" 点"取消"或'确定"，重新进入S M Solver;6 .单击"文件",在文件菜单中点"打开";7 •点所要运行的数据文件名，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SMo l v e r 的运行"或提示”结力求解器！ Over f I ow"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.T I TNNNNE , 1 , 3E , 3 , 4E , 4 , 2N S U P TN S U P T E C H A R , 1 , 3N L O AL E , A, 1 ,, 2 ,, 3 ,, 4 ,1,1,11,1,01,1,11,6,02,6,03 . 1 2 E + 0 6D , 3 , 1A A - 10 504 500 5 44 5 41 ,1 ,01 ,1 ,11 ,1 ,10 ,0 ,00 ,0 ,04 . 1 6 E + 043 0 ,0例2求图示组合结构的内力.设各杆的EA = EI 1.E 7 4 1 1 0 1 1TITLEAAA N , 1 , 0 ,0 N S U P T , N , 2 52 , 0 N S U N ,354 ,E C H N , 4 , 6 ,0 E L O A D , N ,5 ,8 ,0 E L O A D , N , 6 , 2 ,-2 E L O A D , N , 7 ,6 ,-2E L O A D ,1 ,2 ,- 9 0 , 0 , 0 P T , 5 , 1 , 0 , 0 A R ,1 ,9 ,1 ,11,3,1,0,1,902 ,3 , 1 , 0 ,1 , 9 0 3 , 3 , 1 ,0 ,1 : ,94,3,1,0,1,902 , 1 , 1 , 0 , 1E , 6 ,11 , 1 , 0 , 1 , 1架各杆E,5,9,1, 1,0, 1,1,0NSUPT, 1 , 2 , - 9 0 , 0 , 0NSUPT,5,1,0,0NLOAD, 8 , 1 , 1 , - 9 0NLOAD, 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ECHAF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E 1 8 1 1 0 1 1 0N S U P T , 1 , 2 , - 9 0 , 0 , 0NSUPT,2, 1,0,0 NLOAD, 7, 1,8, - 90 NLOAD, 8, 1,4, 180NLOAD 5 1 4 1 8 0例 5 .求衣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N SUP T 5 1 ,2 5- 9 0 , 0 50N S U P T1 2 , 210 , 01注：将沿水平线均布荷载(q)变换成沿杆轴线的均布荷载(q )例 6 .求E图示刚架的内力. 设 E I = 1 .T I T L E , A A A - 6N 5 1 50 50N 5 2 5 4 50N 5 3 58 50N 5 4 5 4 5- 4E , 1 5 2 , 1 , 1 , 1 , 1 ,1 ,1E , 2 1 3 , 1 , 1 , 1 , 1 ,0 ,1E , 4 , 2 , N S U P T , 1 N S U P TN S U P T ,E C H A RE C H A RE C H A R E L O A D , 1 E L O A D , 2( 注：取1 , 1 , 0 , 1,6,-90, 0 ,3,5,0,4,4,90,1 , 1 ,-,2,2,,3 , 3 ,-,3 , 3 0 , 0 , ,1 , 5 0 , 0 .E A = ,填例7 .求图示梁的内力和位移.EI=5X10 T I TLE, AAA1 , 1 ,0,00 , 00 , 01 , 1 1 , 21 , 1 1.905.90-1 )KN- M .- 7N , 1 , 0 011 N,2,6,0 NSUPT,2,6,0,0,0,0N, 3, 16,0 NSUPT,3,6,0,0,0,0N , 4 , 0N , 5 , 6N , 6 , 6N , 7 , 6 ,N , 8 , 1 6 , 1NE , 1 , 4E , 2 , 5 , 1E , 3 , 9 , 1E , 5 , 6 , 1E , 6 , 7 , 1E , 9 , 8 , 1E , 4 , 5 , 1E , 7 , 8 , 11 , 1 , - 1 , 12 , 4 , - 1 , 65 ,6 , - 1 , 17 , 8 , - 1 , 1,20, 1 / 3 , 9016,71 , 1 , 1 , 1, 01 , 1 , 1 , 1, 1 1 , 1 , 1 , 1 , 1 1 , 1 , 1 , 1 , 1 1 , 1 , 1 , 1 , 0 1 , 1 , 1 , 1 , 0 1 , 0 , 1 , 1 , 0 1 , 0 , 1 , 1 , 06 E C H A R ,6 E C H A R ,7 E C H A R , 1 0 E C H A R ,0 E L O A D , 6 , 191E , 3 , 4 ,1,1,1 1,1,1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 = 柱子的抗弯刚度E设TI TLEN, 1N, 2N, 3N, 4N, 5N, 6 E , 1 , 3 , 1 5E , 3 , 5 , 1 5E , 2 , 4,15E ,4,6 , 1m = 15X10 kg/m I =1X10 k n . mEA =5AA A- 950 55 4 55 0 535 4 535 0 565 456 1 , 1 , 1 ,1 , 1 1 , 1 , 1 ,1 , 1 1 , 1 , 1 ,1 , 1 1 ,1 ,1 ,1 ,1（注：柱子的质量不能填0,可填一个很小的数，如1 0 ）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 E A 、 E I值 见 下表：框架梁柱计算参数表截面 弹性模量 惯 性 矩E A E I构件 A=bXh(m) E( k n/m) l(m) (kn) (kn-m)E , 5 , 6 N S U P T N SU P T E C H A R , 1 E C H A R ,5 FREQ,1,1,1 ,1,6,0 ,2,6,04,-1,1 E +6 , - 1 , - 12,1,01,1,1 0,0,0 0,0,00 8 , 1 E - 0 8 1 . 5 E + 0 4 05E , 3 , 4 ,1,1,1 1,1,1底层 0. 25xX0. 5 3X1 0 0. 52 1X1 0 0. 375X1 0 1. 563X1 0梁其它层 0.25 X0.5 2.8X 10 0. 52 1X10 0. 35 0X1 0 1.459X1 0底 边柱 0. 4X0. 4 3X10 0. 21 3X10 0. 480X1 0 0. 639X10柱其 边柱 0.4 X0.4 2.8X 10 0. 21 3X10 0. 44 8X1 0 0. 59 6X10它NGEN, 1,3, 1,3, 1,0, 4. 5 NLOAD, 10,1,15.20,0T I T N ,1,N , 2 , 5 . 0 , 0 N , 3 , 1 0 . 0 , 0L E , A A,0 水平N L O A D , 4 , N L O A D , 7 ,A - 1 0荷载作用1,8.05,0 1,11.17,0NGEN,3,3,4,6,1,0,3 NLOAD, 13, 1,19. 10,0ELOAD, 13, 3, 19. 30, 0,1, 9 3 , 3 ELOAD, 14,3,19.30,0,1,90E, 4, 5, 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 ELOAD, 15, 3, 19. 3 0, 0, 1 , 90 E, 5, 6, 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1 ELOAD, 16, 3, 19. 3 0, 0, 1 , 90 E, 7,8, 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1ELOAD, 17, 3, 19. 3 0, 0,1 , 90EGEN, 2,15,15,3ELOAD, 18,3,19.30,0,1,90E, 8,9, 1 , 1 , 1 , 1 , 1 , 1ELOAD, 1 9, 3, 1 9. 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,-90 NSUPT, 2, 6, 0, 0, 0, 0 NLOAD, 7, 1, 53. 79, - 90 NSUPT, 3, 6, 0 , 0 , 0 , 0 NLOAD, 10,1,53.79,-90ECHAR, 1 , 1, 4. 8E+06, 6. 39E+04 NLOAD, 6, 1 , 5 3. 79, - 90 ECHAR, 2, 2, 6. 08E+06, 1 0. 26E+04 NLOAD, 9, 1, 53. 79, - 90 ECHAR, 3, 3, 4. 8E+06, 6. 39E+04 NLOAD, 1 2, 1, 53. 79, - 90E , 1 , 4 , 1 , 11,1, 1,1 竖向荷载作用EGE N, 2 , 1 , 1 , 1 EGEN, 3 , 1ECHAR, 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,ECHAR, 7, 7, 4. 48E+06, 5. 96E+04 NLOAD, 11, 1,71. 97, ECHAR, 9, 9, 4, 48E+06, 5. 96E+04 NLOAD, 13,1,44. 08, ECHAR,10,10,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,15,1,44.08, ECHAR,12,12,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,14,1,50.86,E C H A R , 5 , 5 , 5 . 6 7 E + 0 6 , 9 . 5 8 E +E C H A R , 8 , 8 , 5 . 6 7 E + 0 6 , 9 . 5 8 E +E C H A R , 1 1 , 1 1 , 5 . 6 7 E + 0 6 , 9 . 5 8 E +E C H A R , 1 3 , 1 4 , 3 . 7 5 E + 0 6 , 1 5 . 6 3 E +E C H A R , 1 5 , 2 0 , 3 . 5 0 E + 0 6 , 1 4 . 5 9 E + 0 4 -90 -90 -90 -90 -90 0 4 0 4 0 4 0 4。
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（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,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,Nge n,Ni ncr,N1,N2,N12i ncr,Dx,D YNgen---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；D0F11Q0F12---分别为单元在杆端1处的x、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;DOF21QOF22---分别为单元在杆端2处的x、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,Nge n,E1,E2,Ni ncrEgen---生成次数；E1,E2---基础单元范围；Nin cr---生成中单元两端点对应的结点码增量5.支座约束定义NSUPT,S n,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,ElemE nd,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,L n,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,L n,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lpos2[丄dir]]]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,E n,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）.卩U.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.键入数据文件名（如TITLE,XXXX）,逐行输入数据（也可用命令方式输入）；3.将数据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.点所要运行的数据文件名，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Qveflow"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，其内力与材料性质无关，故可不输入ECHA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 二qcos =10X6 / 40 = 9.48682596例6.求图示刚架的内力.设El=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El=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,3,6,0,0,0,0N,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,WE,3,9,1,1,1,WE,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二m二15X10 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(k n/m ) I(m ) (kn) (k n-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,7,1,11.17,0 NGEN,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 EL0AD,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,18,3,19.30,0,1,90 E,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,-90 ECHAR,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,-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。
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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
•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。
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说明：此试用版也是测试版、征求意见版。
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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。