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迈达斯Midas需要旋转构件的Beta角，其方向是怎么定义的？
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点击“单元/修改单元参数”，修改“单元坐标轴方向”，修改“Beta角”，其中的角度是指构件的Beta角在整体坐标系中的角度，而不是指旋转构件所需的度数。
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MIDAS_Gen软件常见问题与解答(26页)
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MIDAS_Gen软件常见问题与解答(26页)
官方公共微信迈达斯(MIDAS Civil)结构力学分析(全)
目1．连续梁分析 / 2 2．桁架分析 / 20 3．拱结构分析 / 39 4．框架分析 / 57 5．受压力荷载的板单元 / 77 6．悬臂梁分析 / 97 7．弹簧分析 / 120 8．有倾斜支座的框架结构 / 141 9．强制位移分析 / 162 10．预应力分析 / 179 11．P-Δ 分析 / 188 12．热应力分析 / 209 13．移动荷载分析 / 233 14．特征值分析 15．反应谱分析 16．时程分析 / 17．屈曲分析 / / 247 / 261 281 305录11. 连续梁分析概述比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载（上下面的温差）时的反力、位移、内 力。3跨连续两次超静定3跨静定3跨连续1次超静定图 1.1分析模型2?材料钢材:Grade3?截面数值 : 箱形截面 400×200×12 mm?荷载1. 2. 均布荷载 : 温度荷载 1.0 tonf/m : Δ T = 5 ℃ (上下面的温度差)设定基本环境打开新文件，以‘连续梁分析.mgb’为名存档。单位体系设定为‘m’和‘tonf’ 。 文件/ 文件/新文件 存档 (连续梁分析 )工具 / 单位体系 长度& 力 & tonf ?图 1.2设定单位体系3设定结构类型为 X-Z 平面。 模型 / 结构类型结构类型& X-Z 平面 ?设定材料以及截面材料选择钢材GB（S） （中国标准规格） ，定义截面。 模型 / 材料和截面特性 / 名称( Grade3) 设计类型 & 钢材 规范& GB(S) ; 数据库& Grade3 ?材料模型 / 材料和截面特性 / 截面数据 截面号 ( 1 ) 用户：如图输入 ; ;截面截面形状 & 箱形截面 ; 名称& 400×200×12 ??选择“数据库”中的任意材料，材料的基本特 性值（弹性模量、泊松 比、线膨胀系数、容重） 将自动输出。图 1.3定义材料图 1.4定义截面4建立节点和单元为了生成连续梁单元，首先输入节点。?参照用户手册的“输入单元时主要考虑事 项”正面, 捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开), 自动对齐模型 / 节点 /建立节点?坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 )图 1.5建立节点5用扩展单元功能来建立连续梁。模型 / 单元/扩展单元全选扩展类型 & 节点? 线单元?输入梁单元. 关于梁单元的详细事项参照 在线帮助的 “单元类 型”的 “梁单元” 部分单元属性& 单元类型 & 梁单元 生成形式& 复制和移动 方向&?材料 & 1:Grade3 ; 截面& 1: 400*200*12 ; ; 复制和移动 间距 ( 3@5/3, 8@10/8, 3@5/3 )Beta 角 ( 0 ) ?& 任意间距Z X图 1.6建立单元6输入边界条件3维空间的节点有6个自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。 但结构类型已设定为X-Z平面 （程序将自动约束Y方向的位移Dy和绕X轴和Z轴的转动Rx,Rz） ，所以只剩下3个自由度 (Dx, Dz, Ry)。铰支座约束自由度Dx, Dz, 滚动支座约束自由度 Dz。 模型 /边界条件 / 一般支承节点号 (开) 单选 (节点 : 4 )选择&添加 ; 支承条件类型 & Dx, Dz (开) ?单选(节点: 1, 12, 15 ) ; 支承条件类型 & Dz (开) ?图 图1.7输入边界条件7输入荷载定义荷载工况为输入均布荷载和温度荷载，首先定义荷载工况 荷载 / 静力荷载工况 名称 (均布荷载) ; 名称 (温度荷载) ; 类型 & 用户定义的荷载（USER） 类型 & 用户定义的荷载（USER） ?图1.8输入荷载条件8输入均布荷载?荷载方向与整体坐标系Z轴方向相反， 输入荷载为“-1”。给连续梁施加均布荷载 1 tonf/m。?荷载 / 梁单元荷载（单元）节点号 (关) 全选荷载工况名称& 均布荷载 荷载类型&均布荷载 数值 &相对值 ; ; ; 选择 & 添加 方向&整体坐标系 Z ; 投影&否 W ( -1 ) ? x2 ( 1 ) ;x1 ( 0 ) ;图 1.9输入均布荷载9输入温度荷载输入连续梁的上下面温度差(Δ T = 5℃)。 输入温度差后，根据材料的热膨胀系数、温差引起的梁截面产生的应力考虑为荷载。 显示 梁单元荷载（关） 荷载 / 温度梯度荷载全选荷载工况名称& 温度荷载 ; 选择 & 添加 ; 单元类型& 梁 温度梯度 & T2z-T1z ( 5 ) ?图 1.10输入温度荷载10复制单元复制连续梁(模型 1)来建立多跨静定梁(模型 2,模型 3)。 为了同时复制连续梁(模型1) 均布荷载、温度荷载、边界条件，使用复制节点属性和复制单元属性功能。显示边界条件&一般支承 (开) 模型 / 单元 /单元的复制和移动; 移动和复制 & 等间距 ; 复制次数 ( 2 ) ? 复制单元属性 (开)全选形式 & 复制 dx, dy, dz ( 0, 0, -5 ) 复制节点属性 (开),模型 1模型 2模型 3图 1.11复制单元11输入铰接条件在复制的连续梁输入内部铰支座来建立多跨静定梁。 在梁单元的端部使用释放梁端约束功能来生成铰接条件。?关于内部铰支的详细说明参照在线帮助的 “释放梁端约束 ” 部 分?模型 / 边界条件/释放梁端约束单元号(开) 单选 ( 单元 : 19, 23, 33 )选择 & 添加/替换 选择释放和约束比率 & j-节点 & My (开), Mz (开) (或 ) ?模型 1?生成梁单元时，随着先指定的 i 节点和后指定 的 j 节点的生成决定坐 标系。 只要在图标菜单 显示 的单元表单下打开单元坐 标轴和局部方向就可以确 认。模型 2模型 3图 1.12输入铰支支座运行结构分析对连续梁和多跨静定梁运行结构分析。 分析 /运行分析12查看分析结果查看反力比较均部荷载作用下连续梁和多跨静定梁的反力。单元号(关) 显示边界条件 & 一般支承 (关), 释放梁端约束(开) ? 结果 /反力和弯矩; 反力 & FXYZ 图例 (开) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认时(开) ?荷载工况/荷载组合& ST:均布荷载 显示类型 & 数值(开), 数值 小数点以下位数 ( 1 )图 1.13均布荷载引起的反力以表格的形式查看均布荷载引起的的反力。 比较外荷载总合和反力的总合来查看模型的 13建立和荷载的输入是否恰当。 例题Z轴方向荷载为1.0 tonf/m ×20 m×3 = 60 tonf，与表格中Z轴方向的反力（FZ） 总和相等。 结果 / 分析结果表格 / 反力 荷载组合& 均布荷载(ST) (开) ; 温度荷载(ST) (关) ?2图 1.14反力结果表格14比较对温度荷载的反力。 结果 / 反力和弯矩 ; 反力 & FXYZ 图例 (开) ?荷载工况/荷载组合& ST:温度荷载 显示类型& 数值 (开),模型 1模 型 模型 3 2图 1.15温度荷载产生的反力15查看变形图查看温度荷载产生的变形图。 DXZ= DX 2 ? DZ 2 .显示边界条件 & 一般支承 (开) 结果 / 变形 / ?变形形状; 变形 & DXZ荷载工况/荷载组合 & ST:温度荷载显示类型&变形前 (开), 图例 (开) ?模型 1模型 2模型 3图 1.16温度荷载产生的变形图16查看内力查看均布荷载产生的结构的弯矩。 结果 / 内力 /梁单元内力图内力 & M 不涂色 ; 系数 ( 2.0 )荷载工况/荷载组合& ST:均布荷载 ; 选择显示 & 5 点 数值 小数点以下位数( 1 )显示类型& 等值线 (开), 数值 (开), 图例 (开) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认时(开) ?多跨静定梁(模型 2)与连续梁(模型 1)相比， 可以看出跨中弯矩减小， 但支点弯矩 增大的情况。还可以看出，设有一个铰的多跨静定梁（模型3） 的铰支点弯矩与（模 型2）类似，无铰部分的弯矩与（模型1）类似。图 1.17节点荷载产生的弯矩17查看温度荷载产生的弯矩。 温度荷载产生的变形图(图1.16)中，可以看出模型2两边的悬臂梁与中间的简支梁的变 形是相互独立的。温度荷载不会约束梁的变形，所以也不会产生内力。 结果 / 内力 /梁单元内力图内力 & My 放大 ( 2.0 ) 不涂色 ;荷载工况/荷载组合& ST:温度荷载 ; 显示选项 & 精确解 ; 数值 小数点以下位数( 1 ) 显示类型 &等值线 (开), 数值 (开); 指数型(关) ; 适用于选择确认时(开)?图 1.18温度荷载产生的弯矩图18习题1. 请查看如下图相同跨径(span)的简支梁，多跨静定梁，连续梁及支点部分加强的梁 的正弯矩依次减小，而负弯矩依次增大。8m192. 桁架分析概述通过下面的例题，比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误 差产生的荷载和集中力作用时结构的效应。内部1次超静制作误差5mm内、外部1次超静定制作误差5mm图 2.1 ? 材料 钢材类型 : Grade3 20分析模型? 截面 数据 : ? 荷载 1. 节点集中荷载 : 50 tonf 2. 制作误差 : 5 mm ? 预张力荷载(141.75 tonf) P = K? = EA/L x ? = 2.1 x 10 x 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 t7箱形截面300×300×12 mmonf设定基本环境打开新文件以 ‘桁架分析.mgb’为名存档。设定长度单位为 ‘m’, 力单位为 ‘ton f’ 。 文件/ 文件/新文件 保存 ( 桁架分析 )工具 / 单位体系 长度 & 力& tonf ?图 2.2设定单位体系21设定结构类型为 X-Z 平面。 模型/ 结构类型 结构类型 & X-Z 平面 ?定义材料以及截面构成桁架结构的材料选择Grade3（中国标准） ，截面以用户定义的方式输入。 模型 / 特性/材料数据库 & Grade3 ?设计类型 & 钢材 规范 & GB(S) ; 模型 / 特性 / 数据库/用户 截面号 名称 ( 1 ) ; 形状 & 箱形截面 ; ; (300x300x12 ) 用户（如图2.4输入数据）?截面图2.3定义材料图 2.4定义截面22建立节点和单元首先建立形成下弦构件的节点。正面 捕捉点 (关) 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开) 捕捉单元(开) 自动对齐 (开)模型 / 节点/建立节点?坐标系 (x , y, z ) ( 0, 0, 0 )图 2.5 建立节点23用扩展单元功能建立桁架下弦。?参考在线用户手 册的“单元类型”的 “框架单元” 部分单元类型为桁架单元。 模型 / 单元 /?扩展单元全选扩展类型 & 节点 ? 线单元 单元属性 & 单元类型 & 桁架单元 材料&1: Grade3 ; 一般类型 & 复制和移动 截面&1: 300x300x12 ; Beta 角 ( 0 ) ? ; 复制和移动 & 等距离 ; 复制次数( 3 )dx, dy, dz ( 6, 0, 0 )Z X图 2.6建立下弦24复制下弦建立桁架上弦。 模型 / 单元 /复制和移动单元 单元号 (开) 单选 ( 单元: 2 )移动和复制& 等距离 ; 复制次数 ( 1 ) ? dx, dy, dz ( 0, 0, 8 )形式 & 复制;图 2.7建立上弦输入倾斜杆和竖向杆件。 25模型 / 单元 /建立单元 节点号 (开)截面&1: 300x300x12 (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)?单元号 (关),单元类型 &桁架单元 材料&1: Grade3 ; 交叉分割 & 单元 (关) 节点连接 (1, 5)(5, 2)图 2.8输入斜杆以及竖向杆件输入边界条件263维空间里节点有6个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。但结构类型为 X-Z平面，所以 只剩3个自由度 (Dx, Dz, Ry)。 铰支座约束自由度Dx, Dz, 滚动支座约束自由度Dz。??关于支座条件的 详细事项参照在线 帮助手册的 “自由 度约束条件”部分模型 / 边界条件 / 一般支承单选 ( 节点 : 1 )选择 & 添加; 支承条件类型 & Dx, Dz (开) ?单选 ( 节点 : 4 ) ; 支承条件类型 & Dz (开) ?图 2.9 输入支撑条件27输入荷载定义荷载工况荷载 / 静力荷载工况 名称 ( 节点荷载 ) ; 名称 ( 制作误差 ) ; 类型 & 用户定义的荷载（USER） 类型 & 用户定义的荷载（USER） ?图 2.10输入荷载工况28输入节点荷载在节点2输入集中荷载50 tonf。 荷载 / 节点荷载s单选 ( 节点 : 2 )荷载工况名称& 节点荷载 ; 选择 & 添加 节点荷载 & FZ ( -50 ) ?图 2.11 输入节点荷载29输入制作误差长度小了 5 mm 的构件在实际施工时会产生拉力。为了把这个反映在模型当中,把制作 误差换算为初拉力荷载输入到对应的杆件中。 P = K? = EA/L x ? = (2.1 x 10 x 0.0135 / 10) x 0.005 = 141.75 tonf7荷载 /预应力荷载/初拉力荷载单选 ( 单元: 8 )荷载工况名称& 制作误差 选择 & 添加; 初拉力荷载 ( 141.75 ) ?8图 2.12输入初拉力荷载30复制单元复制模型 1来建立模型 2. 为了同时复制输入在模型 1的节点荷载、 初拉力荷载和边界 条件，利用复制节点属性和复制单元属性功能来完成。 模型 / 单元 /复制和移动单元复制和移动 & 等距离 复制次数 ( 1 ) 复制单元属性 (开) ?全选形式 & 复制; dx, dy, dz ( 0, 0, -14 ) ; 复制节点属性 (开),模型1模型2图 2.13复制单元31更改边界条件为了把模型 2改为外部1次超静定的结构，定义为滑动铰支座的节点的支撑条件修改为 限制X方向移动的铰接条件。显示边界条件 &一般支承 (开) ? 模型 /边界条件/ 一般支承单选 ( 节点 : 10 )选择 & 添加 支承条件类型& Dx (开) ?图 2.14变更支座条件运行结构分析运行结构分析. 分析/运行分析查看分析结果32反力比较外部静定结构（模型1）和外部超静定（模型2）的外部节点荷载引起的反力。 可以看出模型 1发生水平 (X?)方向反力。节点号 (关) 显示边界条件 & 一般支承 (关) ? 结果 / 反力 /反力; ? ; 适用于选择确认(开? 反力 & FXYZ荷载工况/荷载组合& ST:节点荷载 显示类型& 数值 (开), 图例 (开) 数值 小数点以下位数 ( 3 ); 指数型(关)模型1模型2图 2.15对节点荷载的反力内部初拉力荷载在外部静定的模型 1的情况不产生反力，但模型 2的情况的X方向的位 移自由度被约束而会产生水平方向的反力(FX)。 结果 / 反力 /反力/弯矩; 反力 & FXYZ荷载工况/荷载组合& ST:制作误差 33显示类型 & 数值 (开), 图例 (开) ?模型1模型2图 2.16初拉力荷载下的反力34查看变形图查看节点荷载的引起的变形图。 DXZ= DX 2 ? DZ 2 .结果 /位移/位移形状; 成分& DXZ消隐 (开)荷载工况/荷载组合& ST:节点荷载 数值 小数点以下位数 ( 1 ) ? ; 指数型(开) ; 适用于选择确认时(开) 显示类型 & 变形前 (开), 数值 (开), 图例 (开)模型1模型2图 2.17节点荷载引起的变形图35查看内力首先查看节点荷载产生的轴力（axial force） 。 查看相同荷载作用下的模型1和模型2的内力之差。 结果 / 内力 /桁架单元内力; 选择内力 & 受拉荷载工况/荷载组合& ST:节点荷载 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 数值的输出位置& 最大值 ?显示类型 & 变形 (开), 数值 (开), 图例 (开) ; 指数型(关) ; 显示角度 (关)适用于选择确认时 (关) ??选 择 内力 选 择 “ 受 拉 ” 则只输出受拉构件 的轴力 , 选择 “受压 ”则 只输出受压构件轴力， 选择“全部”则输出全部 构件的轴力。图 2.18节点荷载产生的轴力36在初拉力荷载下模型1的支座处不产生反力, 所以连接在支座处的构件不产生轴力。 结果 / 内力/桁架单元内力荷载工况/荷载组合& ST:制作误差 选择内力& 全部 显示类型 & 变形 (开), 数值 (开), 图例 (开) 数值的输出位置 & 最大值 ?模型1模 型 2图 2.19初拉力荷载下的轴力37习题1. 比较下面结构物产生的压力以及拉力情况。 （材料和截面与例题相同）2.求下面结构在节点荷载和制作误差作用下的各个构件的轴力。 （材料和截面与例题 相同）制作误差383. 拱结构分析概述分析拱高度(H)和长度(L)之比(H:L)分别为1:4、1:5和1:7的拱结构，比较其产生的位移 和内力。拱肋 吊杆主梁图 3.1 ?分析模型材料钢材类型 : 1: Grade3 39?截面拱肋 : 箱形 1000 × 1000 × 20 mm 主梁 : 箱形 1000 × 1000 × 20 mm 吊杆 : 工字形截面500 × 200 × 10 /16 mm?荷载均布荷载 : 10.0 tonf/m40设定基本环境打开新文件，以‘拱.mgb’为名存档。设定长度单位为‘m’, 力的单位为‘tonf’ 。 文件 / 文件 /新文件 保存 (拱)工具 / 单位体系 长度 & 力 & tonf ?图 3.2 设定结构类型为X-Z平面。 模型/ 结构类型设定单位体系结构类型 & X-Z 平面 ?41定义材料和截面定义材料为Grade3，定义各个构件的截面。 吊杆选择数据库中的工字形截面。 模型 / 特性 / 类型&钢材 规范&GB(S) 模型 / 特性 / 截面数据 截面号 ( 1 ) ; 名称 ( 肋和梁 ) ; 用户 tw ( 0.02 ) ; ; tf1 ( 0.02 ) 数据库&GB-YB ? B ( 1 ) ;?材料; 数据库&Grade3 ?截面截面形状&箱形截面 H ( 1 ) ; 截面号( 2 ) ;?在截面名称栏里可以直接输入截面名称或 者选择数据库栏里的 所需截面。截面形状 &工字形截面 ?名称 & HN 500×200×10/16?选择截面后会自动输入截面的主要数据和 刚度数据。点击 键可以查看刚度数 据。图 3.3定义材料图 3.4定义截面42建立节点和单元用拱建模助手功能建立高度和长度的比为1:4的模型 1的拱肋。 梁单元 (beam element)是直线单元, 所以把拱曲线分为若干个直线 (segment)单元。正面, 捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开), 自动调节 (开)模型 / 结构建模助手 / 拱 输入/编辑 类型 & 抛物线形 1 跨度( 50 ) ; 材料&1: Grade3 ; 插入 插入点 ( 0, 0, 0 ) 旋转& Alpha ( 0 ) ; Beta ( 0 ) ; Gamma ( 0 ) ? ; 分割数量 ( 10 ) 边界条件&无 高度( 12.5 ) ;截面&1: 拱肋和主梁图 3.5 拱建模助手对话框43模型 1图 3.6生成拱肋44用扩展单元功能来建立模型 1的吊杆。 模型 / 单元 /?消隐是显示线单 元的截面形象的功 能。扩展单元 ? 节点号(开), 消隐(开), 观察缩小单元后的形状(开), 标准视图, 窗口选择 ( 节点 : 2 ~ 10 )扩展类型&节点?线单元 单元属性&单元类型&梁单元 材料&1: Grade3 ; 截面&2: HN 500×200×10/16 Beta 角 ( 90 ) 生成类型&投影 定义基准线 P1 ( 0, 0, 0 ), P2 ( 50, 0, 0 )?;投影形式&将节点投影在直线上 或 P1 ( 节点1 ), P2 ( 节点 11 )?方向&法向??在Beta 角输入90?,指吊杆的腹板面和桥 轴成直角。对 Beta角 的详细说明参照在线 帮助“建立单元”部 分? angle = 0?? angle = 90?图 3.7建立吊架45节点1和节点11之间输入主梁。 模型 / 单元 /建立单元s 消隐 (关), 观察缩小单元后的形状(关),截面&1: 肋和梁 ; 单元 (开)?正面单元类型&一般梁 / 变截面梁 材料&1: Grade3 ; 交叉分割&节点 (开) 节点连接 ( 1, 11 ) ; Beta 角 ( 0 )图 3.8输入主梁46输入边界条件约束模型 1左端(节点 1)的Dx、Dz方向自由度来输入铰支条件，约束右端(节点 11)的 Dz方向的自由度来输入滚动支座条件。 模型 / 边界条件 / 一般支承单选 ( 节点 : 1 )选择&添加 ; 支承条件类型&Dx, Dz, (开) ?单选 ( 节点 : 11 )方向&添加 ; 支承条件类型&Dz (开) ?图 3.9 输入边界条件47吊杆的两端输入铰接条件。 模型 / 边界条件 / 释放梁端约束节点号 (关), 单元号(开) 交叉线选择 ( 单元 : 11 ~ 19 )方向&添加/替换 选择释放和约束比率&交叉线选择图 3.10吊架端部输入铰接条件48输入荷载定义荷载工况为输入荷载定义荷载工况。 荷载 / 静力荷载工况 名称 ( 均布荷载 ) ; 类型&用户定义的荷载（USER） ?图 3.11 输入荷载工况49输入均布荷载给拱的主梁输入均布荷载1tonf/m。 荷载 / 梁单元荷载(单元)单元号 (关) 窗口选择 ( 单元 : 图 3.12的① )荷载工况名称&均布荷载 荷载 类型&均布荷载 数值&相对值 x1 ( 0 ), x2 ( 1 ), W ( -1) ? ; ; 选择&添加 方向&整体坐标系 Z ; 投影&否①图 3.12输入均布荷载50建立模型 2和模型 3复制模型1来建立模型2和模型3。同时复制输入在模型 1的均布荷载和边界条件。 模型 / 单元 /复制和移动; 移动和复制&等距离 复制次数 ( 2 ) ; 复制单元属性 (开) ?全选形式&复制 dx, dy, dz ( 0, 0, -15 ) ; 复制节点属性 (开)模型 1模型2模型3图 3.13复制单元51用调整节点距离功能修改复制的拱(模型 2, 模型 3)的高度。 模型 / 节点 /调整节点距离节点号 (开) 窗口选择 ( 节点 : 22 ~ 30 )间距缩放系数&sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 )?; ;sfz ( 4/5 ) 选择类型&用户选择 ?间距缩放参考点&用户设定 ( 25, 0, -15 )窗口选择 (节点: 42 ~ 50 )间距缩放系数&sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 )?;sfz ( 4/7 ) ?间距缩放参考点&User ( 25, 0, -30 );选择类型&用户选择Model 1Model 2(25,0,-15)Model 3(25,0,-30)图 3.14修改拱的形状运行结构分析对输入的结构运行结构分析. 分析 /运行分析查看分析结果52查看变形图首先查看变形图。DXZ= DX 2 ? DZ 2 。 结果 / 位移 /位移形状; 成分&DXZ节点号 (关)荷载工况/荷载组合&ST: 均布荷载 显示类型&变形前(开) ?可以看出拱的高度越低，挠度就越大。这说明对相同构件的拱结构来说，它的拱高 度越小刚度也越小。模型1模型2模型3图 3.15 均布荷载产生的变形图53查看轴力查看均布荷载产生的轴力。 拱的高度越低，在主梁和拱肋发生的轴力越大。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力 & F 线涂色 ?荷载工况/荷载组合& ST: 均布荷载 显示选择& 5 点 显示类型 & 等值线 (开)模型1模型2模型3图 3.16均布荷载产生的轴力图54查看弯矩查看均布荷载产生的弯矩。 拱的高度越低对主梁和拱肋作用的弯矩的绝对值越大，拱肋和主梁交接处的弯矩减少。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力&M 线涂色 ?荷载工况/荷载组合&ST: 均布荷载 显示选择& 5 点 显示类型 & 等值线 (开)Model 1Model 2Model 3图 3.17均布荷载产生的弯矩图55习题1. 分析下面结构的拱肋和主梁截面的刚度差带来的影响。截面： 单元：m564. 框架分析概述查看下面框架结构的内力和沉降现象。 ?材料弹性模量 : 1.0 kip/ft2?截面截面面积(Area) 截面惯性矩(Iyy) : 1.0 ft : 1.0 ft2 4?荷载1 . 给模型的横梁施加1.5 kips/ft 的均布荷载 2 .节点2和12施加 (+) X方向的集中荷载 25kips图 4.1分析模型本例题是全构件刚体连接的模型1和单元的中间设置铰接的模型2两个模型。 查看有无铰 接条件两个框架的内力和变形形状的差异。 57模型 1模型2图 4.2分析模型设定基本环境打开新文件, 以‘框架.mgb’为名存档。 文件/ 文件/新文件 保存 ( 框架 )58设定单位体系和结构类型。 工具 /单位体系 长度& 力& kips ?图 4.3设定单位体系在分析2维平面的结构的时候，就要约束平面以外的所有自由度。比如X-Z 平面结构,就 要约束所有节点的Dy, Rx, Rz 自由度。这种节点约束条件，我们可以把分析范围局限 在2维平面上,自动约束平面以外的约束条件。59?参照在线帮助的“用户坐标系和栅格”部 分为了便于X-Z平面结构的建模，把X-Z平面定义为用户坐标系 (UCS) x-y 平面。 模型 / 结构类型 结构类型&X-Z 平面 模型 / 定义用户坐标系 / 坐标&原点 ( 0, 0, 0 ) 旋转角度&角度 ( 0 ) ? ??X-Z 平面捕捉轴线 ( 关 ),正面 (开 )图 4.4设定用户坐标系60在用户坐标系 (UCS) x-y 平面布置 1ft 间隔的点栅格(point grid)。模型 / 定义轴网/定义点格栅格间距&dx, dy ( 1, 1 ) ?图 4.5设定点栅格61定义材料和截面输入材料和截面。为了便于分析用 ‘用户定义类型’和 ‘数据类型’ 。模型 / 特性 /材料; 类型&用户定义 ?一般&名称 ( 材料 ) 用户定义&规范&无分析数据&弹性模量 ( 1 ) 模型 /特性/ 数值 截面号 ( 1 ) ;截面名称( 截面 ) ; 截面形状&实腹长方形截面截面特性值& 面积 ( 1 ); Iyy ( 1 ) ?图 4.6定义材料图 4.7定义截面62建立节点和单元用捕捉点栅格建立节点和梁单元 (beam element)。 用鼠标编辑功能依次点击UCS坐标系的坐标 (0, 0, 0) 和 (0, 30, 0) 建立单元1。参1 )。 照点的坐标值可以在画面下端的状态栏上查看(图 4.8? ○节点号,模型 / 单元 /单元号 建立单元; 截面&1 : 截面单元类型&一般梁/变截面梁 材料&1 : 材料?打开捕捉点功能 的话，可用鼠标点击 画面上的任意点栅格 (grid point)来建立 节点交叉分割&节点 ( 开 ) ;单元 ( 开 ) ; 节点连接 ( 1, 2 )???.U (0, 30, 0) ? 点击显示选项， 可 以 调 节 label 的 大 小和字体U (0, 30, 0)U(0, 0, 0) U(0, 0, 0)1 ○图 4.8建立单元163用鼠标编辑功能依次指定用户坐标系的坐标 (30, 0, 0), (30, 30, 0)和 (0, 30, 0), (30, 30, 0) 建立单元2和单元3 (图 4.9)。 被捕捉的用户坐标系(UCS)、整体坐标系(GCS)的坐标值显示在画面下端的状态条里。图 4.9建立单元 2,364为了在已建立的单元中央输入铰支点, 用分割单元功能把单元1、2、3等分。只在模型 2中输入铰接条件。 模型 /单元 /分割单元 点格 ( 关 ), 捕捉点 ( 关 ),; ? 等距离 x方向分割数量&2全选分割&单元类型&线单元图 4.10分割单元65输入边界条件完成了结构建模, 给两个柱的下端部输入固定支承条件。 对应的节点以刚体条件约束自由度来反应固定支撑。?参照用户手册的“自由度约束条件”?模型 / 边界条件 / 一般支承自动对齐 单选 ( 节点 : 1, 3 )选择&添加 ; 支承条件类型& Dx, Dz, Ry (开) ??支撑条件标志的右上的三角形指节点局部 坐标系（节点局部坐 标系未指定时为整体 坐标系） X轴方向的平 移自由度，顺时针依 次为Y、Z轴方向的平 移自由度，绕X、Y、Z 轴方向的旋转自由 度。图 4.11输入支承条件66输入荷载定义荷载工况为输入均布荷载和节点荷载，首先定义荷载工况。 荷载 / 静力荷载工况 名称 ( 荷载 1 ) 名称 ( 荷载 2 ) ; ; 类型&用户定义的荷载 类型&用户定义的荷载 ?图 4.12输入荷载工况67输入静力荷载给梁单元、节点输入均布荷载、节点荷载(图 4.1)。 荷载 / 梁单元荷载(单元)单选 (单元 : 3, 6 )荷载工况名称&荷载 1 荷载类型&均布荷载 ; V数值&W ( -1.5 ) ? 荷载 / 节点荷载 ; 选择&添加 方向&整体坐标系 Z单选( 节点 : 2 ) 荷载工况名称& 荷载 2 ; 选择&添加节点荷载&FX ( 25 ) ?图 4.13输入荷载68建立模型 2为了比较全部刚体连接的模型1和使用3个铰接的模型2的分析结果，建立模型2。用复制和移动功能向右复制模型 1来建立模型2。(图 4.14)模型 /单元 /复制和移动; 移动和复制&等间距 ;?全选形式&复制?可以同时复制输 入在复制对象的 边界条件和荷载。dx, dy, dz ( 40, 0, 0 )复制次数 ( 1 ) ?复制节点属性, 复制单元属性(开) 复制节点属性 边界条件&一般支承 (开) 静力荷载&节点荷载 (开) 复制单元属性 ?静力荷载&梁单元荷载 (开) ?40 ft图 4.14建立模型 269输入内部铰支给模型 2输入内部铰接。 激活模型 2，输入边界条件 (Beam End Release). 模型 / 边界条件 / 释放梁端约束选择最新建立的个体， 激活 单选 (单元 : 7, 8, 9 )选择&添加/替换 选择类型释放比率&i-节点&My, Mz ( 关 ) ?图 4.15输入铰接点运行结构分析完成所有框架结构,边界条件以及荷载,运行结构分析.全部激活 分析 / 运行分析70查看分析结果查看变形图查看重力方向荷载(荷载 1)下结构变形图 (deformed shape)。 模型 2的梁中间的铰接点上发生了与悬臂梁相似的大变形。 结果 / 位移/位移形状; 成分&DXZ荷载工况/荷载组合&ST:荷载1 显示类型&变形前 (开) ? 变形 变形图的比率( 1.5 ) ;变形的表现方式&实际变形?使用于选择确认时 (关)图 4.16重力方向荷载引起的的变形图(deformed shape)71查看横向力(荷载 2)作用下的结构变形图 (deformed shape)。 可以看到模型 2的柱中间铰接点为基准，结构急剧变化的变形形状。交接点上部的横向 荷载以剪力传达到交接点下部，上部构件不能约束下部构件的旋转自由度。变形情况如 同下部固定、上部自由的柱受横向力的结构的变形。结果/ 变形/变形形状; 成分&DXZ ?荷载工况/荷载组合&ST:荷载 2 显示类型&变形前(开) 变形 变形图的比率( 1.5 ) ;变形的表现方式&实际变形?图 4.17横向荷载产生的变形(deformed shape)72查看内力查看重力方向荷载 (荷载 1)作用下的结构内力图。 在模型2中重力荷载引起的上部柱上的弯矩为168.75kips?ft。铰接点产生的剪力为11.2 5(=168.75/15)kips。 （式中的15为上半柱的长度） 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力&F 线涂色 ; 系数 ( 2 ) 变形 ( 关 )荷载工况/荷载组合& ST:荷载 1 显示选项&精确解 数值 显示类型&等值线 ( 关 ) ;小数点以下位数 ( 2 ) 适用于选择确认时 ( 关 ) ? 输出位置&绝对最大(开) ?图 4.18梁单元内力图(shear force diagram)73查看弯矩查看重力方向荷载作用下产生的弯矩。 由于模型2的柱中间为铰接，柱的弯矩图与悬臂梁相同。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力&M 系数 ( 1 )荷载工况/荷载组合&ST:荷载 1 显示选择&精确解 ; 线涂色 显示类型&等值线( 关 ); 数值 ( 开 )输出位置&绝对最大( 开 ) ?图 4.19重力方向荷载产生的弯矩图 (bending moment diagram)74查看横向力作用下的弯矩。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力&M 系数 ( 2 )荷载工况/荷载组合&ST:荷载 2 显示选择&精确解 ; 线涂色 显示类型&等值线 ( 关 ); 数值 ( 开 )输出位置&绝对最大 ( 开 ) ?图 4.20横向力作用下的弯矩图 (bending moment diagram)75习题1. 对如下图结构进行分析，作剪力、弯矩、轴力图，显示沉降形状图形。图 4.21 分析模型765. 受压力荷载的板单元概述在本例题查看边界条件和形状各不同的板单元受压力荷载时的各个板的主应力方向,再 看建立1/4模型时输入边界条件的方法。图 5.1 分析模型77两边固定两边自由四边固定四边固定图 5.2边界条件?材料钢材类型 : 1: Grade3?截面厚度(thickness) : 20 mm?荷载均布压力荷载: 1.0 tonf/m 782设定基本环境打开新文件以‘板单元.mgb’为名保存。单位体系设定为‘m’和‘tonf’ 。 文件 / 文件 /新文件 保存( 板单元 )工具 / 单位体系 长度 & 力& tonf ?图 5.3设定单位体系79定义材料以及截面为建立板单元先定义材料 (1: grade 3)和厚度(20 mm)。 因本例题不使用梁单元 (beam element),所以没必要定义截面(section),为了定义板单 元(plate element)的刚度,输入厚度即可(thickness)。 模型 / 材料和截面特性 / 类型&钢材 规范 & GB(S) ; 模型/材料和截面特性/ 厚度号 ( 1 ) 厚度 & 面内和面外 ( 0.02 ) ? 数据库& Grade 3 ?材料厚度图 5.4定义材料图 5.5定义厚度80建立节点和单元用板建模助手来建立模型 1.标准视图, 捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (关), 捕捉单元 (关), 自动对齐(开)?关于板单元的详细事项请参照在线帮助的 “单元类型和主要考 虑事项”中“板单元” 和“平面应力单元” 部分模型 / 结构建模助手 / 板 输入 类型 1& 材料&1: Grade 3 编辑 类型 2& 插入 插入点 ( 0, 0, 0 )?; B ( 1 ) ;H ( 1 ); 厚度&1: 0.0200; 分割数量;m ( 10 ) ;n ( 10 )旋转& Alpha ( 270 ) ;Beta ( 0 ) ;Gamma ( 0 )?图 5.6板建模助手对话框81模型1图 5.7建立板单元82输入边界条件模型1为两边固定、 两边自由的边界条件, 约束上下部两边的所有自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。 模型 / 边界条件 / 一般支承顶面 窗口选择 ( 节点 : 图 5.8的 ①, ② )选择 & 添加 支承条件类型 & D-ALL (开), R-ALL (开) ?①②图 5.8 输入边界条件83输入荷载定义荷载工况为输入荷载先定义荷载工况。 荷载 / 静力荷载工况 名称 (压力荷载 ) ; 类型 & 用户定义荷载图 5.9定义荷载工况84输入压力荷载给板单元输入1 tonf/m 的压力荷载。 荷载 / 压力荷载2标准视图 全选荷载工况名称&压力荷载 ; 选择&添加 ; 单元类型&板单元 投影&否 单元上的压力荷载 &方向 ( 整体坐标系 Z ) ; 荷载&均布荷载 ; P1 ( -1 ) ?图 5.10输入压力荷载85建立模型 2复制模型 1来建立模型 2。同时复制输入在模型 1的压力荷载和边界条件。 模型 / 单元 /复制和移动; 移动和复制&等距离 ; 复制次数 ( 1 ) ; 复制单元属性 (开) ?全选形式&复制 dx, dy, dz ( 2, 0, 0 ) 复制节点属性 (开)模型2 模型1图 5.11建立模型 286修改边界条件给模型 2添加边界条件。顶面 显示边界条件&一般支承 (开) 模型 / 边界条件 / 一般支承窗口选择 ( 节点: 图 5.12的 ①, ② )选择&添加 支承条件类型&D-ALL (开), R-ALL (开) ?模型1 ①模型2 ②图 5.12修改模型 2的边界条件87建立模型 3复制模型 2来建立模型 3。同时复制输入在模型 2的压力荷载和边界条件。 模型 /单元/复制和移动 选择最新建立的个体移动和复制&等距离 ; 复制次数 ( 1 ) ? ; 复制单元属性 (开) dx, dy, dz ( -2, -1.5, 0 ) 复制节点属性 (开)形式&复制;模型 1模型2模型3图 5.13建立模型 388用调节节点距离功能把复制的板单元 (模型 3)扩张4倍。 模型 / 节点 /调节节点距离 选择最新建立的个体; sfy ( 1.0 )?间距缩放系数&sfx ( 4 ); ;sfz ( 1.0 ) 选择类型&用户选择 ?间距缩放参考点&用户设定 (0, -0.5, 0)模型1模型2(0,-0.5,0)模型3图 5.14扩张单元89?点击显示-& 单元 表单下打开局部坐标 系 ，就可以查看板单 元的单元坐标系。板 单元的单元坐标系的 说明参照在线帮助的 “ 单 元类 型和主 要考 虑事项”里的“板单 元”部分把扩张的板单元(模型 3)在单元坐标系x轴方向上分成4等份。?板单元分析时，单元形状和大小对分析结果有很大影响。为了准确的进行结构分析，调 节单元的形状比 (aspect ratio)和角度等来构成规则的单元网格。 模型 /单元/分割单元 前次选择等距离 x方向分割数量 ( 4 ) y方向分割数量( 1 ) ?分割&单元类型&其它平面单元模型1模型2模型3图 5.15分割单元90修改边界条件给模型 3分割单元时的生成的新节点输入边界条件。 模型 / 边界条件 / 一般支承选择窗口 ( 节点 : 图 5.14的 ①, ② )选择&添加 支承条件类型&D-ALL (开), R-ALL (开) ?模型1模型2模型3①②图 5.16 输入模型3的边界条件91建立1/4模型复制模型 3左上角的1/4来建立1/4模型。 如果结构以及施加的荷载对称,那么结构的反应也会对称。这样的结构可以只建立结构 的1/2或1/4模型，然后在对称轴施加适当的边界条件后运行分析,可以得出与整体结构 分析同样的结果。 模型 /单元/复制和移动 窗口选择 (单元: 图 5.17的 ① )移动和复制&等距离 复制次数 ( 1 ) ? ; 复制单元属性 (开)形式&复制;dx, dy, dz ( 0, -1.5, 0 ) ; 复制节点属性 (开)?选择对应单元时，用从左侧到右侧的窗 口选择方法，只选择包含在窗口内的单 元。模型1模型2① 模型3模型4图 5.17建立1/4 模型92在1/4 模型的对称边界面输入边界条件 (一般支承)。 约束垂直于对称面的位移自由度和对对称轴的旋转位移自由度。 这是由于连续板单元的 刚度,假设在该自由度不发生变形。 模型 / 边界条件 / 一般支承选择窗口 ( 节点 : 图 5.18 的 ① )选择&添加 ; 支承条件类型&Dy (开), Rx (开) ?选择窗口( 节点 : 图 5.18 的 ② )选择&添加 ; 支承条件类型&Dx (开), Ry (开) ?模 型 型② ①图 5.18输入1/4 对称面的边界条件运行结构分析对建立的模型 1~4运行结构分析。 分析/运行分析93查看分析结果查看形状和边界条件不同的板单元模型的应力。两边固定的模型1比四边固定的模型 2 发生的应力大。在模型3的短边发生与模型2相同的应力,长边发生与模型1相同的应力。 模型3和模型4的应力分布是相同的。显示边界条件&一般支承 (关) 结果 / 应力 /平面应力单元/板单元应力; 节点的平均值 ; 板顶荷载工况/荷载组合&ST: 压力荷载 应力选项&整体坐标系? Sig-YY 意味 整体坐标系Y轴方向的应 力。 关于应力的详细说明 参考用户手册的 平 面应 力单 元 / 板 单 元应力”。应力&Sig-YY?;显示类型&等值线 (开) ?模型1模型2模型3 模型4图 5.19板单元的应力图94比较形状和边界条件不同的板单元模型的主应力向量。两边固定的模型1的主应力方向 与支撑面垂直，四边固定的模型 2的主应力方向与支撑面成45度角，模型 3的①部分的 主应力方向与模型2的主应力方向相似，模型3的②部分的主应力方向与模型1主应力方 向相同。 即四边固定板的长宽比大于2时， 中间侧的应力情况可看作与模型1的情况相同。 象模型3这样的长方形板结构，可看作是对于宽度方向截面的平面杆系构造来分析和设 计。1/4块板的模型4主应力方向的结果与模型3的结果相同。结果 / 应力 /平面应力单元/板单元应力; 单元 ; 板顶荷载工况/荷载组合&ST: 压力荷载 应力选项&单元坐标系 应力&向量 ; 系数 ( 1.0 ) 显示类型&等值线 (开) ?模型 1模型2模型3① 模型4②图 5.20主应力向量95习题1. 比较倾斜角为60度、单方向偏长的平形四边形板单元在不同的边界条件下的主应力方 向。(材料与例题相同)结构形状与荷载工况边界条件966. 悬臂梁分析概述两个不同截面构成的悬臂梁以实体单元和梁单元来建模后， 比较因竖向荷载和横向荷载 产生的弯矩和弯曲应力。实体单元单位： m梁单元图 6.1分析模型97?材料混凝土抗压强度 : 270 kgf/cm2?截面形状 : 实腹长方形截面 大小 : B×H
mm?荷载1. 竖向荷载 : 1.0 tonf 2. 水平荷载 : 1.0 tonf设定基本环境打开新文件以‘悬臂梁.mgb’为名存档。单位体系定义为 ‘m’和 ‘tonf’ 。 文件 / 文件 /新文件 保存 ( 悬臂梁 )工具 / 单位体系 长度 & 力 & tonf ?图 6.2设定单位体系98定义材料以及截面选择悬臂梁的材料为混凝土(设计基准压缩刚度270 kgf/cm )，定义梁单元的截面。 模型 / 特性 / 类型 & 混凝土 规范& GB-Civil(RC) ; 模型 / 特性 / 数据库 / 用户 截面号 ( 1 ) ; 名称 ( R-1 ) ; 用户 截面形状 & 实腹长方形截面 H ( 2.5 ) 截面号 ; B ( 3.5 ) 数据库 & 30 ?2材料截面( 2 ) ; 名称 ( R-2 ) ; ? 用户 ; B ( 1 )截面形状&实腹长方形截面 H ( 2.5 )图 6.3 定义材料图 6.4 定义截面99建立单元模型 1是先建立悬臂梁的底面板单元，然后用扩展板单元建立实体单元生成的。 用板建模助手功能先建立板单元。顶面, 捕捉点格 (开),捕捉点 (关), 捕捉单元 (开),捕捉轴线 (关) 自动对齐 (开)模型 / 结构建模助手 / 板 输入 类型 1& 材料 ( 1 ) 编辑 类型 2& m ( 20 ) 插入 插入点 ( 0, 0, 0) 旋转&Alpha ( -90 ), Beta ( 0 ), Gamma ( 0 ) 显示号 (开) ? ; 分割数量 (开) ; n ( 7 ) ; 显示辅助尺寸 (开) ; ; B ( 10 ) ; H ( 3.5 ) 厚度 ( 1 )图 6.5板建模助手对话框100建完底面的板单元后，根据悬臂梁的形状删除不必要的板单元部分。 模型 / 单元 /删除单元 窗口选择 ( 单元 : 图 6.6的 ① ); 包括自由节点 (开) ?类型&选择①图 1 . 5 ? ? ? ?图 6.6删除不必要的板单元101用扩展单元功能建立实体单元组成的悬臂梁。 模型 / 单元 /?选择删除，扩展单元完成后删除原来的板 单元。关于实体单元 的详细说明参考在线 帮 助 的 “ 单 元类 型 和 主要考虑事项 ”中 “ 实 体单元” 部分扩展单元 标准视图, 全选; ; 目标&删除(开) ? 材料&1:30 ; 复制次数( 8 ) ?扩展类型&平面单元?实体单元 单元属性&单元类型&实体单元 生成形式&移动和复制 ;复制和移动&等间距dx, dy, dz ( 0, 0, 2.5/8 )图 6.7实体单元建立的悬臂梁模型102下面是先输入节点，用节点?线单元的扩展单元功能来建立悬臂梁的梁单元模型(模型 2)。 模型 / 节点 /建立节点?坐标( 0, 0, -5 ) 模型 / 单元 /扩展单元 选择最新建立的个体扩展类型&节点?线单元 单元属性&单元类型&梁单元 材料&1:30 ; 截面&1:R-1 ; ; Beta 角 ( 0 ) ; 复制次数( 4 ) ? 生成形式&移动和复制 复制和移动&等距离dx, dy, dz ( 4/4, 0, 0 )图 6.8建立梁单元103用梁单元建立截面不同的悬臂梁时,在各截面的中心轴位置输入梁单元。两个截面的中 心间距为1.25 m,在适当位置输入截面(R-2)的梁单元。模型 / 节点 /移动和复制节点 单选 ( 节点 : 1037 )复制和移动 & 等间距 ; 复制次数( 1 ) ? dx, dy, dz ( 0, 1.25, 0 )形式 & 复制;模型 / 单元 /扩展单元 选择最新建立的个体扩展类型 & 节点 ? 线单元 单元属性 & 单元类型 & 梁单元 材料 & 1:30 ; 截面 & 2:R-2 ; Beta 角 ( 0 ) ; 复制次数( 6 ) ? 生成形式 & 移动和复制 ; 复制和移动 & 等间距dx, dy, dz ( 6/6, 0, 0 )1037图 6.9用梁单元建立悬臂梁模型104输入边界条件输入悬臂梁的支承条件。 模型 / 边界条件 / 一般支承正面 1 ) ; 窗口选择 ( 节点 : 图 6.10的 ○ 选择&添加支承条件类型&D-ALL (开), R-ALL (开) ?1 ○图 6.10输入支承条件105在截面和中心轴位置都不相同的两个梁单元间输入刚体连接条件。 刚体连接的条件将多个从属节点的自由度从属于主节点上，使之它们成一个刚体。 模型 / 边界条件 / 刚性连接窗口选择 ( 节点 : 1037 ) ; 选择&添加/替换主节点号( 1038 )?刚性连接的自由度&DX(开), DY(开), DZ(开), RX(开), RY(开), RZ (开) (或 )??为了让刚体连接的两个节点完全以刚 体形式产生位移，把 所有的自由度都从 属于主节点上。对于 刚体连接条件的详 细说明请参照用户 手册的“主节点和从 属节点”部分。?图 6.11刚体连接106输入荷载定义荷载工况为输入竖向荷载和横向荷载，先定义荷载工况。 荷载 / 静力荷载工况 名称( 垂直荷载 ) 名称( 水平荷载 ) ; ; 类型 & 用户定义的荷载 类型 & 用户定义的荷载 ?图 6.12输入荷载工况107在悬臂梁的自由端输入垂直荷载和水平荷载(集中荷载 1 tonf)。 为了便于输入，画面上只激活要输入荷载的自由端的节点。正面 1 ) 窗口选择 ( 节点 : 图 6.13的 ○ 激活, 标准视图1 ○图 6.13激活悬臂梁的自由端108在悬臂梁的自由端输入集中荷载。实体单元的情况，在自由端的中心轴输入荷载。 荷载 / 节点 荷载单选 ( 节点 : 579, 1044 )荷载工况名称&垂直荷载；选择&添加 节点 荷载&FZ ( -1 ) ?前次选择荷载工况名称&水平荷载； 选择&添加 节点 荷载&FX ( -1 ) ?5791044图 6.14输入集中荷载运行结构分析对输入集中荷载的悬臂梁运行结构分析。 分析 /运行分析109查看分析结果查看弯矩查看竖向荷载产生的梁单元的弯矩。全部激活,结果 / 内力/窗口缩放 (扩大梁单元) 梁单元内力图； 内力& My ； 线涂色 ；系数 ( 1 )荷载工况/荷载组合 & ST:垂直荷载 显示选择 & 5 点 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 显示角度 (开) ( 0 )显示类型& 等值线(开), 数值 (开) ? ； 指数型(关) ； 适用于选择确认时 (开) ?图 6.15 竖向荷载产生的弯矩图110查看扭矩梁单元建立的悬臂梁在竖向荷载的作用下，固定端产生了10 tonf?m (=1 tonf × 10 m)的弯矩和1.25 tonf?m (= 1 tonf × 1.25 m)的扭矩。结果 / 内力/梁单元内力图； 内力&Mx荷载工况/荷载组合&ST:垂直荷载 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 显示角度 (开) ( 0 )显示类型&等值线 (开), 数值 (开) ； 指数型(关) ； 适用于选择确认时 (开) ?图 6.16竖向荷载产生的扭矩图111查看实体单元的应力下面在同一位置查看实体单元的应力。 用实体单元应力自动换算为内力的局部方向内力的合力功能查看实体单元的内力。 在输出结果栏和模型窗口提示的局部坐标（local direction） ，能够看出My表示对强轴 的弯矩，Mx表示扭矩。 得出实体单元的弯矩为10t开f?m，扭矩为1.25 t开f?m，可以确认实体单元时的结果 和在梁单元时的结果相同。自动对齐, 消隐 (开), 捕捉单元(关) 窗口缩放 (放大实体单元的初始部分)结果 / 局部方向内力的合力 形式 & 用多边形选择实体表面 荷载工况& ST:垂直荷载 ; 容许误差 ( 0.0001 )?输入坐标 & 位置 ( 1, 925, , 1 )?10131 ○9251481图 6.17查看实体单元悬臂梁的固定端的内力112查看轴力水平荷载作用下悬臂梁会产生轴力。查看产生在梁单元上的轴力。自动对齐,结果 / 内力/消隐 (关), 梁单元内力图窗口缩放 (放大梁单元部分)荷载工况/荷载组合 & ST:水平荷载 显示选择 & 5 点 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 显示角度 (开) ( 0 ) ; 线涂色 ;;内力&Fx系数 ( 1 )显示类型& 等值线(开), 数值 (开) ? ; 指数型(关) ; 适用于选择确认时 (开) ?图 6.18水平荷载产生的梁单元轴力图113查看在水平荷载作用下， 梁单元建立的悬臂梁因两个截面中心轴的偏心产生的对弱轴的 弯矩。因水平荷载作用，在梁单元建立悬臂梁的固定端产生了轴力1 tonf 和弯矩 1.25 tonf?m (= 1 tonf × 1.25 m)。 结果 / 内力/梁单元内力图； 内力& Mz荷载工况/荷载组合 & ST:水平荷载 数值 小数点以下位数 ( 2 ) 显示角度 (开) ( 0 )显示类型& 等值线 (开), 数值 (开) ? ； 指数型(关) ； 适用于选择确认时 (开) ?图 6.19水平荷载产生的弯矩图114下面查看同一位置的实体单元的内力。 查看结果输出栏和模型窗口中的局部坐标方向（local direction） ，能够看出Mz表示对 弱轴的弯矩，Fx表示轴力。 得出实体单元模型的弯矩为1.25 tonf?m，轴力为1.0 tonf?m，输出了与梁单元模型 相同的结果。自动对齐,消隐 (开)窗口缩放(放大实体单元的初始部分)结果 / 局部方向内力的合力 形式&用多边形选择实体表面 荷载工况&ST:水平荷载 ; 容许误差 ( 0.0001 )?输入坐标&位置 ( 1, 925, , 1 )?10131 ○9251481图 6.20查看实体单元悬臂梁固定端的内力115在实体单元模型查看水平荷载产生的位移。 因偏心荷载的作用悬臂梁发生与荷载方向垂直(DY)的位移。顶面 选择属性-单元选择类型 & 单元类型 & 实体单元 ;激活结果 / 位移 / 变形前 (开)位移形状; 成分 & DXYZ ?荷载工况& ST:水平荷载图 6.21水平荷载产生的实体单元变形图116使用梁单元细部分析功能查看梁单元产生的应力。查看作用在785号单元的轴力及弯矩 引起的轴方向的应力。激活 All结果 / 梁单元细部分析 荷载工况/荷载组合&ST:垂直荷载?如果选择Fx、My、Mz，可以查看考虑了轴力 和对强轴、弱轴的弯 矩大小的梁单元应 力。详细内容参照用 户手册的“梁单元细 部分析”部分。;单元号 (785)?应力截面&一般; Fx (开), My (开), Mz(开)?图 6.22 竖向荷载下的梁单元截面应力117在实体单元模型查看竖向荷载作用下的轴方向(Sig-XX)应力。虽然在梁单元785的适当 部分产生比较大的应力，但在实体单元模型的情况产生的应力大于梁单元模型的情况。 可以得知在实体单元几何形状突变的部位,发生部分应力集中。标准视图,结果 / 应力/上次的激活状态 实体单元应力应力选择&整体坐标系 ; 平均节点 ; 显示类型&数值 (开) ; 图例 (开)荷载工况&ST:竖向荷载 ; 应力&Sig-XX 数值小数点以下位数 ( 2 ) MinMax ONly&绝对最大; 指数型(开) ; 适用于选择确认时 (开) ?图 6.23竖向荷载引起的的实体单元应力图118习题1. 梁单元和实体单元两种方法建立如下图模型， 分析悬臂梁和柱重叠的部分的应力大 小和方向，比较其方向和大小。(材料跟例题一样)1197. 弹簧分析概述在本例题比较和验算结构的支承条件和弹簧刚度不同时产生的结构的反力、位移和内 力。弹簧连接内部铰连接图 7.1分析模型120?材料钢材 : Grade3 2.1 x 10 kgf/cm6 2弹性模量(E) : ?截面截面面积(Area) 截面惯性矩(Iyy) : 1.0 x 10-2 m2:8.333 x 10-6m2?荷载节点集中荷载: 10.0 tonf?弹簧系数区分 模型 1 模型 2 模型 3 k1 (tonf?m/radian) 100,000 10 100,000 k2 (tonf/m) 1 10,000 10,000 k3 (tonf/m) 10,000 10,000 10,000121设定基本环境打开新文件以 ‘Support.mgb’为名保存。定义单位体系为 ‘m’和‘tonf’ 。 文件 / 文件 /新文件 保存 ( Support )工具/ 单位体系 长度& 力 & tonf ?图 7.2 设定单位体系设定结构类型为X-Z平面。 模型 / 结构类型 结构类型& X-Z 平面 ?122定义材料以及截面选择材料为钢材Grade3（GB(S)） 。 模型 / 材料和截面特性 / 类型& 钢材 规范&GB(S) ; 数据库 & Grade3 ?材料模型 / 材料和截面特性 / 数值 截面号 ( 1 ) ;截面名称 ( 截面) ; Iyy ( 8.333e-6 ) ?截面特性值 & 面积 ( 0.01 )图 7.3定义材料图 7.4定义截面123建立节点和截面为建立模型 1的梁单元，先输入节点。正面, 捕捉节点 (开),模型 / 节点 /捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉单元 (开), 自动对齐 (开) 建立节点?坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 )图 7.5建立节点124用扩展单元功能建立模型 1的左侧的梁单元。 模型 / 单元 /扩展单元全选扩展类型& 节点 ?线单元 单元属性 & 单元 类型& 梁单元 材料 & 1:Grade3 ; 一般类型& 移动和复制 截面 & 1:截面 ; ; Beta 角 ( 0 ) 移动和复制 & 等间距 ; 复制次数 ( 5 ) ?dx, dy, dz ( 1, 0, 0 )图 7.6建立梁单元125复制模型 1的左侧梁单元来建立右侧梁单元。 模型 / 单元 /移动和复制 单元移动和复制&等间距 复制次数 ( 1 ) ?全选形式&复制; dx, dy, dz ( 5, 0, -0.1 ) ;图 7.7建立右侧梁单元126输入边界条件给梁的两端输入边界条件。首先用一般支撑功能约束自由度。 模型 / 边界条件 / 一般支承节点号 (开) 单选 ( 节点 : 1 )选择 & 添加 支承条件类型& Dx, Dz (开) ?单选 ( 节点 : 12 )选择 & 添加 支承条件类型& Dx, Ry (开) ?图 7.8 输入支承条件127用节点弹性支承输入梁的弹性支承条件。弹性支承条件与约束节点自由度的一般支承不同,输入各个自由度弹性支撑刚度，根据刚度允许变形，弹性支撑的内力以反力输出。?关于弹性支承的详细说明参考用户手册的 “弹性边界条件”部 分?模型 / 边界条件 / 节点弹性支承单选 ( 节点 : 1 )选择 & 添加 节点弹性支承(局部方向) & SRy ( 100000 ) ?单选 ( 节点 : 12 )选择 & 添加 节点弹性支承(局部方向) & SDz ( 10000 ) ?图 7.9 输入弹性支承条件128输入荷载定义荷载工况为输入荷载定义荷载工况。 荷载/ 静力荷载工况 名称 ( 荷载1 ) ; 类型&用户定义的荷载 ?图 7.10定义荷载工况129输入节点荷载在节点6输入集中荷载10 tonf。 荷载/ 节点荷载单选 ( 节点 : 6 )荷载工况名称 & 荷载1 ; 选择 & 添加 节点荷载 & FZ ( -10 ) ?图 7.11 输入节点荷载130复制单元复制模型 1来建立模型 2~4。同时复制输入在模型 1的节点荷载和边界条件。 模型 / 单元 /移动和复制 单元移动和复制 & 等间距 ; 复制次数 ( 3 ) ? ; 复制单元属性 (开)全选形式 & 复制; dx, dy, dz ( 0, 0, -2 ) 复制节点属性 (开)模型1模型2模型3模型 4图 7.12复制单元131把模型 4的右侧部分节点向Z轴方向移动0.1 m与左侧部分连接起来。 用合并节点功能删 除重复节点。 模型 / 节点 / 形式 &移动;移动和复制 节点移动和复制 & 等间距?窗口选择 ( 节点 : 43, 44, 45, 46, 47, 48 )dx, dy, dz ( 0, 0, 0.1 ) 模型 / 节点 / 合并 & 全部 ?合并节点; 合并范围 ( 0.001 ) ; 删除合并的节点 (开) ?模型 1模型2模型3模型4图 7.13修改模型 4132变更边界条件修改边界条件把模型 4两端的边界条件修改为固定端条件。 模型 / 边界条件 / 一般支承 单选 ( 节点 : 37, 48 ) 选择 & 替换 ; 支承条件类型& Dx , Dz , Ry (开) ?图 7.14 修改边界条件133修改模型 2弹性支承点的弹性支承刚度值，删除模型 4的弹性支承条件。 模型 / 边界条件 / 节点弹性支承单选 ( 节点 : 37, 48 )选择 & 删除 ?单选 (节点 : 13)选择 & 替换 ; 节点弹性支承 (局部方向) & SRy ( 10 ) ?模型1模型2模型3模型4图 7.15修改弹簧支点条件134在模型 1, 2, 3 左右梁的相邻部分输入弹性连接条件。弹性连接刚度以单元局部坐标?参考在线帮助的“弹性连接” 部分系为基准输入。?模型 / 边界条件 / 弹性连接 选择 & 添加/替换 弹性连接数据 连接类型& 一般类型 ; 弹性连接数据 连接类型& 一般类型 ; 弹性连接数据 连接类型& 一般类型 ; SDx ( 10000 ) ; 2 点 ( 30, 31 )?SDx ( 1 ) ;2 点 ( 6, 7 )?SDx ( 10000 ); 2 点 ( 18, 19 )?节点号(关)模型1模型2?只受拉弹性连接和只受压弹性连接在分析 过程中通过反复的分 析中得到收敛值，详 细事项参照用户手册 “非线性边界分析” 部分模型3模型4图 7.16 输入弹性连接单元135在模型 4的中间输入内部铰接。 模型 / 边界条件 / 释放梁端约束单元号(开) 单选 ( 单元 : 35 )选择 & 添加/替换 选择类型释放比率& j-节点 & My (开) ?模型1模型2模型3模型4图 7.17 输入内部铰接运行结构分析运行结构分析。 分析 /运行分析136查看分析结果查看反力完成结构分析后，首先查看反力。 模型 1 : 因弹性连接刚度较小, 所以加载在左右连接点 ( 节点6) 的荷载由左侧构件承 担。 模型 2 : 因左侧构件支座抗旋转刚度较小， 连接点的刚度较大,所以集中荷载传达到右 侧构件。 模型 3 : 支座的刚度和弹性连接刚度同时增大时,可以得出与两端固定且内部铰接的 模型 4相同的结果。 结果 / 反力 /反力/弯矩 单元号(关)荷载工况/荷载组合 & ST: 荷载1 反力 & FZ 显示类型&数值 (开) 数值 小数点以下位数 (2) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认时(开)模型1模型2模型3模型4图 7.18节点荷载产生的反力137查看变形图查看变形图。 在模型 1左侧构件的沉降不影响右侧构件,而在模型 2发生几乎相同的沉降。 结果 / 位移 / 成分 & DXZ ;位移形状显示类型 &变形前 (开) ?荷载工况/荷载组合 & ST: 荷载1模型1模型2模型3模型4图 7.19节点荷载产生的变形图138查看弯矩查看各个情况下梁的弯矩。 随着弹性支座的刚度的增加，梁的力学性反应就越接近于一端固定的构件的情况。在电 算构造分析中弹性支撑条件(point spring support) 及弹性连接条件(Elastic Link) 应用于直接调节支点和单元的刚度的情况，应用于只用节点、单元难以建立的模型，且 为了反应支点的刚度、偏心而使用。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力 & My荷载工况/荷载组合 & ST: 荷载1 显示选择 & 精确解; 线涂色 显示类型 & 等值线 (开) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 大值 ;指数型(关); 最大和最小值 & 绝对最 ?显示范围(%) ( 20 ) ; 适用于选择确认时 (开)模型1模型2模型3模型4图 7.20集中荷载产生的弯矩图139习题1.比较不同边界条件下两种梁的反力、沉降和内力。(材料和截面与例题相同)2. 在弹性连接类型中，利用只受拉弹性连接和只受压弹性连接，比较受温度荷载作用 的以下3种情况的反应。 (材料和截面与例题相同)弹簧刚度(tonf?m/radian) 模型 张拉 1 2 3
压缩 荷载条件1 T1 －5? －5? －5? T2 +5? +5? +5?荷载条件2 T1 +5? +5? +5? T2 －5? －5? －5?弹性连接刚度以及温度荷载条件1408. 有倾斜支座的框架结构概述如下图受竖向均布荷载和横向梯形荷载的框架 , 比较支座的倾斜度不同时产生的位移, 内力和反力。图 8.1分析模型141?材料钢材类型 :Grade3?截面数据 : 箱形截面 ×10 mm?荷载1. 均布竖向荷载: 1.0 tonf/m 2. 梯形横向荷载: 1.0 ~ 1.5 tonf/m142设定基本环境打开新文件以 ‘Support.mgb’为名保存。单位体系定义为 ‘m’和 ‘tonf’ 。 文件 / 文件 /新文件 保存 ( Support )工具 / 单位体系 长度& 力 & tonf ?图 8.2 定义结构类型为X-Z 平面。 模型/ 结构类型 结构类型 & X-Z 平面 ?设定单位体系143定义材料和截面选择材料为钢材 Grade3（中国规范） ，输入箱形截面的数据。 模型/ 材料和截面特性 / 类型 & 钢材 规范 & GB(S) ; 数据库 & Grade3 ?材料模型/ 材料和截面特性 / 数据/用户 截面号 (1) 用户 ; ;截面; 截面形状 & 箱形截面 ; tw ( 0.01 ) ; tf1 ( 0.01 ) ?名称 (截面)H ( 1 ); B ( 1 )图 8.3定义材料图 8.4定义截面144建立节点和单元为建立模型1，先输入节点。正面, 捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开), 自动对齐 (开)模型/ 节点 /建立节点?坐标 (x, y, z) ( 0, 0, 0 )图 8.5建立节点145用扩展单元功能建立模型1的柱。 模型/ 单元 /扩展 单元全选扩展 类型 & 节点 ? 线单元 单元属性 & 单元类型 & 梁单元 材料 & 1:Grade3 ; 一般类型 & 复制和移动; 截面 & 1:截面 ; Beta 角( 180 ) 移动和复制 & 等间距 ; 复制次数 ( 6 ) ?dx, dy, dz ( 0, 0, 1 )图 8.6建立柱单元146扩展柱上端的节点来建立模型1的水平杆件。 模型/ 单元 /扩展单元 节点号 (开) 单选 ( 节点 : 7 )扩展类型 & 节点 ? 线单元 单元属性 & 单元类型 &梁单元 材料 & 1:Grade3 ; 一般类型 & 复制和移动; 截面 & 1:截面 ; Beta 角( 0 ) 移动和复制 & 等间距 ; 复制次数 ( 4 ) ?dx, dy, dz ( 1, 0, 0 )图 8.7建立水平杆件147扩展水平杆件的右端部节点来建立倾斜杆件。 模型/ 单元 /扩展单元 单选 ( 节点 : 11 )扩展类型 & 节点 ? 线单元 单元属性 & 单元类型 & 梁单元 材料 & 1:Grade3 ; 一般类型 & 复制和移动; 截面 & 1:截面 ; ; Beta 角( 0 ) 复制次数 ( 6 ) ? 移动和复制 & 等间距dx, dy, dz ( 4/6, 0, -4/6 )图 8.8建立倾斜杆件148输入边界条件3维空间的所有节点有6个自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。 但本例题定义为X-Z的平 面的结构类型，所以只有3个自由度 (Dx, Dz, Ry)。固定端的边界条件约束Dx, Dz, Ry 的自由度，活动端的边界条件约束Dz的自由度。 模型/ 边界条件 / 一般支承单选 ( 节点 : 1 )选择 & 添加 ; 支承条件类型 & Dx, Dz, Ry (开) ?单选 ( 节点 : 17 )选择 & 添加 ; 支承条件类型 & Dz (开) ?图 8.9 输入支座条件149输入荷载定义荷载工况为输入荷载定义荷载工况。 荷载 / 静力荷载工况 名称 ( 竖向荷载 ) ; 名称 ( 横向荷载 ) ; 类型 & 用户定义的荷载 类型 &用户定义的荷载 ?图 8.10输入荷载工况150输入均布荷载给水平杆件输入大小为1 tonf/m的均布荷载。 荷载 / 梁单元荷载(单元)节点 号 (关), 单元号 (开) 窗口选择 ( 单元 : 7, 8, 9, 10 )荷载工况名称 & 竖向荷载 数值 & 相对值 x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; W ( -1 ) ? ; 选择 & 添加 荷载 类型 & 均布荷载 ; 方向 &整体坐标系 Z ; 投影 &否图 8.11输入均布荷载151输入梯形荷载给柱输入1.0 ~ 1.5 tonf/m的梯形荷载。 荷载 / 梁单元荷载 荷载工况名称 & 横向荷载 荷载 类型 & 梯形荷载 投影 & 否 数值& 相对值 x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ;?;选择 & 添加;方向 &整体坐标系 XW1 ( 1 ) ;W2 ( 1.5 )加载区间 (7, 1)节点 7节点1图 8.12输入梯形荷载152建立模型2复制模型1来建立模型2。同时复制模型1上输入的均布荷载和边界条件。 模型/ 单元 /复制和移动 单元 单元号 (关) 全选形式 & 复制 移动和复制 & 等间距 dx, dy, dz ( 0, 0, -8 ) 复制 节点 属性 (开) ; ; 复制次数 ( 1 ) 复制 单元属性 (开) ?模型 1模型2图 8.13复制单元153修改边界条件为了反映出模型1的滚动支座为倾斜支座，定义节点坐标系。 节点坐标系(Node local coordinate system)只应在有关节点上， 所以比整体坐标系 （G CS）更适用。节点坐标系应用于反映与整体坐标系的轴方向不同的沉陷或支承条件的情 况，查看位移或反力的分析结果时，也可把节点坐标系做为基准。?关于节点坐标系的详细事项参考在线帮助 的“坐标系”部分?模型/ 边界条件 / 节点局部坐标系单选 ( 节点 : 17 )选择 & 添加 定义局部坐标系 & 输入方法 (角度) 绕 x 轴 ( 0 ) ; 绕y轴 ( -45 ) ; 绕z轴 ( 0 ) ??在显示节点表单下 打开节点局部坐标系 就能在模型中查看节 点坐标系的坐标轴。模型 117模型 2图 8.14输入倾斜支承条件154运行结构分析对模型1, 模型2运行结构分析。 分析 /运行分析查看分析结果查看竖向荷载引起的反力。可以看出模型1左侧的固定端产生了水平反力。结果 / 反力 / 反力 & FX反力/弯矩; 局部坐标系 (已定义) (开)荷载工况/荷载组合 & ST: 竖向荷载 显示类型 & 数值 (开) ; 图例 (开) ?模 型 1模 型 2图 8.15竖向荷载产生的横向反力155查看横向荷载引起的反力。 模型1倾斜支座能够抵抗水平力,所以左侧固定端的反力小于没有倾斜支座的模型2。 结果 / 反力 / 反力& FX反力/弯矩; 局部坐标系 (已定义) (开)荷载工况/荷载组合 & ST: 横向荷载 显示类型 & 数值 (开) ; 图例 (开) ?模 型 1模 型 2图 8.16横向荷载产生的反力156查看变形图查看变形图。其中DXZ= DX 2 ? DZ 2 。 施加竖向荷载时模型1由于倾斜支座的作用而向左变形, 但模型2向右变形。 结果 / 位移 /位移形状; 成分 & DXZ ?荷载工况/荷载组合 & ST: 竖向荷载显示类型 & 变形前 (开) ; 图例 (开)模型 1模型 2图 8.17竖向荷载产生的变形图157查看横向荷载引起的的变形。 结果 / 位移 /位移形状; 成分 & DXZ ?荷载工况/荷载组合 & ST: 横向荷载显示类型 & 变形前 (开) ; 图例 (开)模型1δ = 0.327E-03模型 2δ = 0.880E-03图 8.18横向荷载引起的变形图158查看弯矩查看竖向荷载引起的弯矩。 在模型1中，可以看出竖向荷载引起的水平反力迫使柱子产生很大的弯矩。反之模型2的 情况的斜杆件上产生很大的弯矩。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力 & M 线涂色; 系数 ( 2 )荷载工况/荷载组合 & ST: 竖向荷载 显示选择 &精确解 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 显示范围(%) ( 1 ) ; 显示类型 & 等值线 (开). 图例 (开); 指数型(关) ; 最大和最小值 & 最大绝对值 适用于选择确认时 (开) ?模型 1模型2图 8.19对竖向荷载的弯矩图159查看横向荷载引起的弯矩。 两个模型的水平荷载引起的弯矩图很相似, 但明显的看出没有倾斜支座的模型2的固定 端的弯矩比模型1大。 结果 / 内力 /梁单元内力图; 内力 & M 线涂色; 系数 ( 2 )荷载工况/荷载组合 & ST: 横向荷载 显示选择 &精确解 数值 显示类型 & 等值线 (开). 图例 (开)小数点以下位数 ( 1 ) ； 指数型(关)； 最大和最小值 & 最大绝对值 显示范围(%) ( 30 ) ; 适用于选择确认时 (开) ?模型 1模型2图 8.20横向荷载引起的弯矩图160习题1. 查看和比较如下图柱子的倾斜角不同时产生的内力,位移和反力。 (材料以及截面与 例题相同)1619. 强制位移分析概述本例题为梁单元组成的2跨连续梁结构，查看梁单元上施加均布荷载和两个支座产生沉 降时的支点反力、变形图及内力。 特别是为了考虑支座沉降的输入强制位移时应考虑的事项和查看结构分析后发生支座 沉降前后的支座反力和各种内力的变化。 ?材料弹性模量 : 1.0×10 ksi4?截面截面面积(Area) : 1.0 in2 4截面惯性矩(Iyy) : 3,000 in?荷载1. 均布荷载： 2kips/ft 2. 在支座2和支座3各发生支座沉降1.5 in和 1.0 in图 9.1分析模型162设定基本操作环境打开新文件以 ‘Sdp.mgb’为名保存。 文件 / 文件 /新文件 保存 ( Sdp )定义单位体系和结构类型。 本例题的结构类型定义为X-Z 平面。 工具 / 单位体系 长度& 力& kips ?模型 / 结构类型结构类型 -& X-Z 平面 ? 点格 (关) 节点号 捕捉点 (关) 单元号,正面图 9.2定义单位体系和结构类型163定义材料和截面定义材料和截面。为了便于分析，使用用户定义和数值输入的方法。 模型 /材料和截面特性 / 一般 & 名称( 材料 ) 用户定义&规范& 无 用户定义& 弹性模量 ( 1.0E+4 ) 模型 /材料和截面特性 / 数值 名称( 截面) 截面特性值& Iyy ( 3,000 ) ? ?材料; 类型 & 用户定义截面图 9.3定义材料图 9.4定义截面164建立节点和单元为了便于输入把长度单位变更为 ft 后，利用建立节点功能建立节点。 工具 / 单位体系 长度 & ft 模型 / 节点 / ?建立节点坐标(x, y, z) ( 0, 0, 0 ) 复制次数 ( 2 ) 距离(dx, dy, dz) ( 15, 0, 0 ) ?图 9.5建立节点165使用建立单元功能 建立梁单元。 模型 / 单元/建立单元单元类型 & 一般梁/变截面梁 材料 & 1:材料 截面 & 1:截面 节点连接( 1, 3 ) ?图 9.6建立单元166输入边界条件输入结构各支点的边界条件。 节点1的边界条件输入固定条件（Dx, Dz , Ry） ，为了考虑支座沉降在节点2、3中输入 强制位移，在这里不输入节点2、3的边界条件（Dz） 。 模型 /边界条件 / 一般支承单选 ( 节点: 1 )支承条件类型 & Dx, Dz, Ry(开) ?图 9.7输入边界条件167输入荷载定义荷载工况为输入均布荷载和支座沉降定义荷载工况。 荷载/ 静力荷载工况 名称( 均布荷载) ; 类型 & 用户定义荷载 ; 类型 & 用户定义荷载 ? 名称( 支座沉降荷载 )图 9.8定义荷载工况168输入均布荷载在梁单元施加重力方向的均布荷载2 kips/ft.荷载/ 梁单元荷载(单元)单选 ( 单元: 1, 2 )荷载工况名称& 均布荷载 方向 & 整体坐标系Z 数值 & x1 ( 0 ) ; W ( -2 ) ?图 9.9输入均布荷载169输入支座沉降利用节点的强制位移功能输入支座沉降量.?? 关于强制位移的详细 说明参考用户手册的 “支座强制位移” 部 分工具 / 单位体系 长度 & in ?荷载/ 节点的强制位移单选 ( 节点: 2 )荷载工况名称& 支座沉降荷载 位移(局部方向) & Dz ( - 1.5 ) ? ?单选 ( 节点: 3 )位移(局部方向) & Dz ( - 1.0 )图 9.10输入强制位移170运行结构分析运行结构分析.节点号 ( 关 ), 单元号( 关 ) 分析/ 运行分析查看分析结果荷载组合利用以输入的单位荷载工况建立荷载组合条件。 荷载组合条件 : 1.0 均布荷载+ 1.0 支座沉降荷载结果 & 荷载组合 荷载组合列表 & 激活 ( 开) ; 名称( LCB ) 描述 ( 均布荷载+ 支座沉降荷载) 荷载工况( 均布荷载(ST) ) ; 系数( 1.0 ) 荷载工况( 支座沉降荷载 ) ; 系数 ( 1.0 ) ?图 9.11荷载组合条件171查看变形图查看结构变形图。 可以看出施加强制位移的节点2的位移是1.5 in.结果 &变形 & 变形变形形状荷载工况/荷载组合 ( CB : LCB ) 变形图的比例( 2 ) 变形的表现方式 & 实际变形 适用于选择确认( 关 ) ? 变形前 ( 开 ) 数值 ( 开 ) ?图 9.12变形图172查看反力查看支座沉降发生前 (均布荷载, 支座沉降荷载)和后(LCB)的反力变化。 窗口 & 新窗口 视图 & 视点 & 窗口 & 新窗口 视图 & 视点 & 窗口 & 水平排列 结果 & 反力 & 反力 ( FZ ) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 模型窗口 : 1 ? 结果 & 反力 & 反力( FZ ) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 模型窗口 ? 结果 & 反力 & 反力 ( FZ ) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 适用于选择确认( 开 ) ? ? ?正面(-Y) 正面(-Y)反力/弯矩荷载工况/荷载组合 (ST : 均布 荷载)反力/弯矩荷载工况/荷载组合 ( ST : 支座沉降荷载)反力/弯矩荷载工况/荷载组合 ( CB : LCB )173图 9.13支座反力的比较均布荷载作用的情况下连续端（节点2）的反力最大。在考虑支座沉降的情况，沉降量最大的节点 2产生了负向反力。在荷载组合的条件下输出各个荷载引起的反力之和。174查看弯矩工具/ 单位体系 长度& ft 结果&内力& 内力 ( My ) 显示选择& 精确 ; 线涂色 显示类型 & 等值线 ( 开 ), 变形( 开 ) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 适用于选择确认 ( 关 ) ? 变形前 ( 开 ) 输出位置 & 全部 ( 开 ) ? 模型窗口 : 1 ? 结果&内力& 内力( My ) 显示选择& 精确 ; 线涂色 显示类型 & 等值线 ( 开 ) & 变形( 开 ) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 适用于选择确认 ( 关 ) ? 变形前 ( 开 ) 输出位置 & 全部 ( 开 ) ? ?梁单元内力图荷载工况/荷载组合 ( CB : LCB )梁单元内力图荷载工况/荷载组合 ( ST : 支座沉降荷载)175模型窗口 : 2 ? 结果 & 内力 & 内力 ( My ) 显示选择& 精确解 ; 线涂色 显示类型 & 等值线 ( 开 ). 变形( 开 ) 数值 小数点以下位数 ( 1 ) 适用于选择确认 ( 关 ) ? 变形前 ( 开 ) 输出位置 & 全部 ( 开 ) ?梁单元内力图荷载工况/荷载组合 ( ST : 均布 荷载)均布荷载?支座沉降荷 载LCB图 9.14查看弯矩图176分析结果的比较荷载组合 (LCB)状态下构件产生弯矩的分析结果与正确解的比较。[单位 : k-ft] 节点 1 分析结果 弯矩(My) 精确值 561.0 315.0 0 561.2 节点 2 315.5 节点 3 0例题中可以看出支座沉降分析功能是用于模型中反应出支座沉降影响， 而且用于反应结 构特征部位的应力及位移的细部分析,也可用在全结构模型的荷载或变形轻松的反应在 详细模型中的情况。177习题1. 比较如下图模型中的梁的弯矩大小。? 材料 弹性模量：2.1×10 kgf/cm ? 截面尺寸 B?H：400?600 mm 截面惯性矩（Iyy） ：3,000 in ? 荷载 模型 1 : 跨中竖向集中荷载P=7,257.6 kgf 模型 2 :节点 2的支座沉降1 cm4 5 217810. 预应力分析概述本例题查看如图10.1的预应力连续的预应力荷载引起的弯矩。 ?材料弹性模量: 1.0 tonf/m2?截面形状 : 大小 : 实腹长方形截面 0.305 ? 0.559 m?荷载偏心和抛物线形式布置的钢束上施加预应力荷载90.7 tonf。砼形心轴 钢束图 10.1分析模型179设定基本环境打开新文件以 ‘预应力.mgb’为名保存. 文件/ 文件/新文件 保存 (预应力)定义单位体系和结构类型。 设定结构类型为X-Z 平面。 工具 / 单位体系 长度& 力&tonf ?模型 / 结构类型 结构类型&X-Z 平面 ?点格 ( 关 ), 捕捉点 ( 关 ), 节点号, 单元号, 正面捕捉轴线 ( 关 )图 10.2设定单位体系和结构类型180定义材料以及截面输入结构的材料和截面。利用用户定义方法定义材料。模型 / 材料和截面特性 / 一般&名称 ( 材料 ) 用户定义&规范&无材料; 设计类型&用户定义 ?分析数据&弹性模量 ( 1 ) 模型 / 材料和截面特性 / 数据/用户 截面号 ( 1 ) ;截面名称 ( 截面) ; H ( 0.559 ) ; B ( 0.305 ) ?形状&实腹长方形截面图 10.3定义材料以及截面181建立节点和单元在梁的支点处建立3个节点，然后建立梁单元。 模型 / 节点 /建立节点坐标 ( 0, 0, 0 ) 复制&复制次数 ( 2 ) 距离 ( 9.14, 0, 0 ) ? 模型 / 单元 /建立单元自动对齐 (开 )单元类型&一般梁/变截面梁 材料&号( 1 ) 截面&号( 1 ) ; ; 名称&1:材料 名称&1:截面Beta 角&( 0 ) 交叉分割&节点(开 ) ; 单元 (开 ) 节点连接( 1, 3 )?图 10.4建立2跨连续梁182输入边界条件在两跨连续梁的支点输入边界条件，选择铰支。 模型 / 边界条件 / 一般支承单选 ( 节点 : 1, 2, 3 ) ; 选择&添加支承条件类型&Dx, Dz (开 ) ?图 10.5输入支承条件183输入荷载定义荷载工况为了输入预应力荷载首先定义荷载荷载工况。 荷载/ 静力荷载工况 名称 ( 预应力荷载) ; 类型&用户定义的荷载 ?图 10.6定义荷载工况184输入预应力荷载在2跨连续梁中输入预应力钢筋形状及预应力荷载。 预应力钢筋的布置形状为偏心抛物线 形式（参照图10.1）,有效预应力为90.7 tonf。?关于预应力荷载的详细说明参考用户手册 的 “梁单元预应力荷 载”部分?荷载/ 预应力荷载/梁单元预应力荷载单选 ( 单元 : 1 )荷载工况名称&预应力荷载 ; 荷载&张拉 ( 90.7 ) ; 选择&添加 ; Dm ( -0.152 ) ; Dj ( 0.152 ) Di ( 0 )选择单元方法&选择单元 ?单选 ( 单元 : 2 )荷载&张拉( 90.7 ) ; Di ( 0.152 ) ; Dm ( -0.152 ) ; Dj ( 0 )选择单元方法&选择单元 ?节点号 ( 关 ),单元号 ( 关 )图 10.7输入预应力荷载185结构分析建模已完成，运行结构分析。 分析/运行分析查看分析结果查看弯矩用梁单元内力图来查看预应力荷载引起的弯矩。 结果 / 内力 /梁单元内力图内力&My 系数( 2 ) 数值 线涂色 ;?荷载工况&ST : 预应力荷载 ; 显示选择&精确 ;? 关 掉 等 值线 , 内力 图会变成单色。显示类型&等值线 ( 关 ) 输出位置&全部(开 ) ?;数值选项&小数点以后位数 ( 3 ) ; 适用于选择确认 ( 关 ) ?图 10.8预应力荷载引起的弯矩186与正解的比较比较跨中和中央支点的预应力分析结果和正解。 单位 : tonf ? m 位置 跨中 中央支座 正解 10.34 20.678 分析结果 10.54 20.55在图10.8 可以看出预应力荷载引起的弯矩图与一般竖向均布荷载引起的的弯矩图方向 相反。所谓预应力砼梁，就是事先人为地在梁中施加预压力荷载抵消反方向的荷载作用 下的拉应力来提高梁的抗力的方法。常运用于桥梁（PSC梁桥）及大跨径结构。习题1. 查看在例题的梁上施加均布荷载1.97 tonf/m时的弯矩。18711. P-Δ 分析概述对两端的支承条件和施加荷载不同的柱运行P- Δ 分析, 比较静力分析以及几何非线形 分析的结果。 P- Δ 分析是当结构同时受横向位移和轴力作用时产生的附加荷载影响的二阶分析 (second order analysis) 。因不能反应几何变形变化，所以对索单元的结构的大位移 情况不能够适用，但结构变形很小的情况就可以计算出与正解相近的解。?参考 用 户 手 册 的“P-Delta 分析” 部 分??材料弹性系数 : 29?10 psi6?截面数据:箱形截面 2 ? 2 ? 0.2 in 截面面积(Area) 截面2次扭矩(Iyy) : 1.0 in2 4: 0.0833333 in188模型 1 轴力以及横力作用, 上端只允许平移，约束旋转位移 模型 2 轴力以及端部弯矩作用, 约束上端的平移 模型 3 上端部弯矩和轴力作用图 11.1分析模型189设定基本环境打开新文件以 ‘Pdelta.mgb’为名保存。 文件 / 文件 /新文件 保存 ( Pdelta )设定单位体系。 工具 / 单位体系 长度 & 力& lbf ?图 11.2 设定单位体系190定义结构类型。 设定结构类型为 X-Z 平面. 模型 / 结构类型 结构类型 & X-Z 平面 ?点格 (关) 捕捉节点捕捉点 (关) 捕捉单元捕捉轴线 (关) 正面图 11.3设定结构类型191定义材料以及截面定义材料和截面。利用用户定义的类型和数值类型输入。 模型 / 材料和截面特性/ 一般& 名称( 材料 ) 用户定义的 & 规范 & 无 分析数据& 弹性模量 ( 2.9E+7 ) 模型 / 材料和截面特性/ 数值 名称( 截面) ; 截面形状&箱形截面 ; B ( 2.0 ) ; ; tw ( 0.2 ) ; ? tf1 ( 0.2 ) 尺寸 & H ( 2.0 ) ?材料; 类型& 用户定义的截面截面特性值 & 面积( 1.0 )Iyy ( 0.0833333 )图 11.4定义材料图 11.5定义截面192建立节点和单元利用建立节点的复制功能复制节点，用建立单元连接各节点来建立线单元。 模型 /节点 /建立节点?节点号坐标 (x, y, z) ( 0, 0, 0 ) 复制 & 复制次数( 2 ) 模型 / 单元 /; 距离 (dx, dy, dz) ( 0, 0, 50 )建立单元; 截面 & 1 : 截面 ; 节点连接( 1, 3 )单元类型& 一般梁/变截面梁 材料 & 1 : 材料 交叉分割& 节点 (开), 单元 (开)?图 11.6建立柱193用移动和复制单元里的复制功能复制已建立的柱单元。 模型 / 单元 /复制和移动单元; 移动和复制& 等距离 ; 复制次数( 2 ) ?全选形式 & 复制 dx, dy, dz ( 50, 0, 0 )图 11.7 复制柱单元194输入边界条件在结构两端输入边界条件。 模型 / 边界条件 / 一般支承单选 ( 节点 : 1, 4, 7 )选择 & 添加; 支承条件类型& Dx, Dz, Ry (开) ?单选 ( 节点 : 3 )选择 & 添加; 支承条件类型& Ry (开) ?单选 ( 节点 : 6 )选择 & 添加; 支承条件类型& Dx (开) ?图 11.8输入边界条件195输入荷载定义荷载工况为输入节点荷载和弯矩，首先定义荷载工况。 荷载/ 静力荷载工况 名称( LC1 ) ; 类型& 用户定义的 荷载 ?图 11.9输入荷载工况196输入静力荷载给模型输入荷载（图 11.10）. 荷载/ 节点荷载单选 ( 节点 : 3 )荷载工况名称& LC1 ; 选择 & 添加 ; FZ ( -1191.5 ) ? 节点荷载 & FX ( 100 )单选 ( 节点 : 6 )荷载工况名称& LC1 ; 选择 & 添加 MY ( 100 ) ? 节点荷载 & FZ ( -2431.5 ) ;单选 ( 节点 : 9 )荷载工况名称& LC1 ; 选择 & 添加 ; MY ( 100 ) ? 节点荷载 & FZ ( -298 )图 11.10输入荷载197输入分析控制条件为进行P-Δ 分析设定分析控制参数。一般的静力分析不输入P-Δ 分析控制数据，在本例 题省略。 分析 / P-Delta 分析控制 控制参数 &迭代次数( 5 ) 收敛误差 ( 0.001 ) P-Delta 分析荷载组合 & 荷载工况( LC1 ) ? ; 组合系数 ( 1 )图 11.11 输入 P-Δ 分析条件运行结构分析输入完所有数据，运行结构分析。节点号 (关)分析 /运行分析198查看分析结果查看变形图查看对荷载条件1(LC1)的变形形状(deformed shape). 结果 / 位移 /位移形状; 成分& DXZ ? ; 变形 & 实际变形 ?荷载工况/荷载组合 & ST:LC 1 显示类型 & 变形前 (开) 变形 变形图的比例( 1.5 )图 11.12查看变形图199用表格的方式查看P-Δ 分析而发生的位移。 结果 / 分析结果表格 / 位移 ?图 11.13节点位移表格200查看轴力查看对荷载条件1(LC1)的柱轴力。产生与输入荷载相同大小的轴力。 结果 / 内力 /梁单元内力图内力 & Fx 系数 ( 2 ) ; 线涂色 ;荷载工况/荷载组合 & ST:LC1 ; 显示选择 & 精确 显示类型 & 等值线(关); 变形 (关)输出位置 & 绝对最大(开) 数值 & 数值选择 & 小数点以下位数 ( 1 ) ?图 11.14轴力内力图201运行几何非线性分析把 ‘Pdelta.mgb’另存为 ‘GNL.mgb’. 文件 / 另存为 ( GNL )为了运行几何非线性分析删除已输入的P-Δ 分析控制条件。 分析 / P-Delta 分析控制 ?图 11.15删除 P-Δ 分析控制条件202输入几何非线性分析控制数据输入数据。?关于几何非线性分析条件的各项说明参考 在线帮助的“非线性 分析控制”部分分析 / 非线性分析控制 计算方法 & Newton-Raphson 加载步骤数量 ( 1 ) 子步骤内迭代次数( 30 ) 收敛条件&位移控制 ( 0.001 ) ?几何非线性分析功能只能在 MIDAS/Civil和MIDAS/Gen的 V 5.0.0 以上才能。图 11.16输入几何非线性分析条件运行结构分析为比较P-Δ 分析结果和几何非线性分析结果运行结构分析。 分析 /运行分析203查看分析结果查看变形图查看荷载工况1(LC1)产生的变形图(deformed shape)。 结果 / 位移 / 成分& DXYZ 显示类型&变形前 (开) 变形 变形图的比例( 1.5 ) ? ; 数值 (开)位移形状步骤 & NL Step 1荷载工况/荷载组合 & ST:LC1 ;图 11.17查看变形图204查看轴力查看荷载条件1(LC1)下产生的柱轴力。 与P-Δ 分析结果(图 11.14)做比较, 可以看出模型 1的轴力减少了7.9 tonf。 这是因 为横向位移使杆件产生了拉力的缘故。 结果 / 内力 / 内力& Fx 显示选择 & 线涂色 ; 系数 ( 2 ) 显示类型& 等值线(关) ; 变形 (关) 输出位置& 绝对最大 (开) 数值 & 数值选择&小数点以下位数 ( 3 ) ?梁单元内力图荷载工况/荷载组合 & ST:LC1 ; 步骤& NL Step 1图 11.18轴力内力图205结果比较根据图 11.1 分析模型的静力分析、P-Δ 分析、几何非线性分析结果查看位移和内力的 变化。与正解做比较条件 模型 1 上端的横向位移 支点弯矩 模型 2 上端的旋转位移 支点弯矩 支点剪力 模型 3 上端的横向位移 上端的旋转位移 支点弯矩正解 6.849 in 9084.0 lbf-in 0.00170 rad -102.0 lbf-in -2.02 lbf 0.420 in 0.00752 rad 225.2 lbf-in静力分析 3.448 in 5000.0 lbf-in 0.00103 rad -50.0 lbf-in -1.5 lbf 0.207 in 0.00414 rad 100 lbf-inP-Δ 分析 6.820 in 9062.8 lbf-in 0.00168 rad -101.2 lbf-in -2.01 lbf 0.420 in 0.00751 rad 225.1 lbf-in表格 11.1结果比较作用在柱的横向力或弯矩的影响发生横向位移时,柱结构会产生附加弯矩,随着横向位 移也会再次增加。 运行一般的静力分析，其结果不会反映出附加内力的发生，所以要运行P-Δ 分析,如果 横向位移及轴力的偏心距离不大,则可以求出与正解一致的结果。206与几何非线性分析结果做比较分析方法 P-Δ 分析 模型 1 模型 2 模型 3 几何非线性 分析 模型 1 模型 2 模型 3节点 3 5 9 3 5 9横位移 6.820 in -0.030 in 0.420 in 5.841 in -0.020 in 0.399 in柱轴力 -1191.5 lbf -2431.5 lbf -298.0 lbf -1183.59 lbf -2431.5 lbf -298.0 lbf表格11.2与几何非线性分析结果做比较比较P-Δ 分析和几何非线性的分析结果. 模型1的几何非线性分析结果的柱上端的位移为5.841 in， 相对于P-Δ 分析结果(6.82 i n)减少了。在进行几何非线性分析时内力产生的几何形状的变化会反应在分析结果中， 故在模型1中的横向力使柱产生了拉力。 所以柱的轴力从1191.5 lbf减小到了1183.59 l bf，这说明构件的几何刚度矩阵的横向刚度增大了。?参考用户手册的 “P-Delta 分析”以及 “几何非线性分析”?因此几何非线性分析结果的横向位移小于P-Δ 分析的结果。207习题1. 对以下2维结构运行 P-Δ 分析，与静力分析的结果做比较。整体坐标系原点?材料弹性系数 : 29×10 psi6?截面截面面积(Area) 截面惯性矩(Iyy) : 1.0 in2 4: 0.0833333 in?荷载(-)Z方向集中荷载 1000 lbf20812. 热应力分析概述对钢丝和铜丝构成的简单结构进行热应力 (thermal stress) 分析。 ?材料钢丝 弹性模量(Es) 热膨胀系数(α s) 铜丝 弹性模量(Ec) 热膨胀系数(α c) 刚性梁 弹性模量(EB) : 1.0×1015: : : :30×10 psi 70×10 in/in?H 16×10 psi 92×10 in/in?H psi-7 6 -76?截面桁架单元(垂直) 梁单元(刚体) 面积 Iyy : : 0.1 in4 21.0 in?荷载1. 在节点5施加集中荷载4,000 lbf 2. 温度荷载 初始温度 : 15 H 最终温度 : 25 H209整体坐标系原点图12.1分析模型模型1为刚性梁单元吊挂在长度20in的铁丝和铜丝吊杆上结构， 模型2是以梁自由度约束在主 节点上的刚性连接条件替换模型的刚性梁的结构，运行对10 H温度变化的热应力分析以后 与正解做比较。210设定基本环境打开新文件以‘热应力分析1.mgb’为名保存。 文件/ 文件/新文件 保存( 热应力分析 )设定单位体系。 工具 /单位体系 长度& 力&lbf ?图 12.2设定单位体系211设定结构类型。结构类型设定为X-Z平面。为了考虑温度荷载输入初始温度. 初始温度是温度变化发生前的结构整体的温度。 模型 / 结构类型 结构类型&X-Z 平面 初始温度 ( 15 ) ?点格 (关), 捕捉节点,捕捉点 (关) , 捕捉轴线 (关) 捕捉单元, 正面 (开)图 12.3设定结构类型212定义材料以及截面定义材料和截面。用用户定义的类型和数值类型定义材料和截面。 模型 /材料和截面特性 / 一般&名称 ( 钢材 ) 用户定义&规范&无 分析数据&弹性模量 ( 3.0E+7 ) 线膨胀系数 ( 7.0E-6 ) ?材料; 设计类型&用户定义一般&名称 ( Copper ) ; 设计类型&用户定义 分析数据&弹性模量 ( 1.6E+7 ) 线膨胀系数( 9.2E-6 ) 一般&名称 ( 弹性梁 ) 分析数据&弹性模量 ?;设计类型&用户定义 ?( 1.0E+15 )图 12.4定义材料213模型 / 特性 / 数值截面; 截面形状&箱形截面 ; tw ( 0.1 ) ; tf1 ( 0.1 ) ?名称&桁架尺寸&H ( 0.5 ) ; B ( 0.5 ) 截面特性值&面积 ( 0.1 ) 名称&梁单元 ; 尺寸&H ( 1.0 )截面形状&箱形截面 ; B ( 1.0 ) ? ; tw ( 0.1 ) ; tf1 ( 0.1 )截面特性值&Iyy ( 1.0 )图 12.5定义截面214建立节点和单元用建立节点的复制功能输入节点。 模型 / 节点 / 节点号 坐标 (x, y, z) ( 0, 0, 0 ) 复制&复制次数 ( 2 ) ; 距离 (dx, dy, dz) ( 10, 0, 0 )建立节点图 12.6建立节点215用节点到线单元的扩展单元功能输入桁架单元。 模型 / 单元 /单元号,扩展单元 全选扩展类型&节点? 线单元 单元类型&桁架 材料&2: C 截面&1: 桁架 ; 复制次数 ( 1 ) ? dx, dy, dz ( 0, 0, -20 )图 12.7 建立桁架单元216用扩展单元 功能建立梁单元。 模型 / 单元 /扩展单元 单选 ( 节点 : 4, 5 )扩展类型&节点? 线单元 单元类型&梁单元 材料&3: 弹性梁 ; 截面&2:梁单元 ; 复制次数 ( 1 ) ? dx, dy, dz ( 10, 0, 0 )图 12.8建立梁单元(钢体)217在树型菜单的工作栏中修改2号单元的材料。 树型菜单&工作单选 ( 单元 : 2 )?用鼠标点击 “1:钢材”然后拖到画面上 放在单元 2 上 ,这样单 元2的材料会变成 “1:钢材”.工作&特性&材料&1 : 钢材(拖放功能)?拖放图 12.9修改单元2的材料218输入边界条件给桁架单元的上端输入铰接条件。 因为桁架单元没有旋转自由度和抗弯刚度,所以铰接和固定没有什么区别。?关于桁架单元的详细事项参考 在线帮助的 “单元类型和主要考虑 事项”中 “桁架单元” 部分?模型 / 边界条件 / 一般支承单选 ( 节点 : 1, 2, 3 )选择&添加; 选择&添加; 支承条件类型& Dx, Dz (开) 支承条件类型& Dx (开) ?单选 ( 节点 : 4 )图 12.10输入边界条件219输入荷载定义荷载工况为输入节点荷载和温度荷载定义荷载工况。 荷载 / 静力荷载工况 名称 ( 节点荷载 ) 名称 ( 温度荷载 ) ; 类型&用户定义的 荷载 ; 类型&用户定义的 荷载 ?图 12.11输入荷载工况220输入节点荷载在5号节点施加重力方向的集中荷载4,000 lbf（图 12.12）. 荷载 / 节点荷载单选 ( 节点: 5 )荷载 工况名称&节点 ; 节点荷载&FZ ( -4000 ) 选择&添加 ?图 12.12输入节点荷载221输入温度荷载为了反映10H的温差产生的荷载,整体结构的温度输入为 25H(25-15=10H)。 荷载 / 温度荷载/系统温度 荷载工况名称&温度荷载 温度&最终温度( 25 ) ?图 12.13输入温度荷载222运行结构分析运行结构分析 节点号 (关), 分析 /单元号 (关)运行分析查看分析结果建立荷载组合条件本例题查看以下组合条件产生的应力。 荷载组合条件 1 (LCB 1) : 1.0 节点荷载+ 1.0温度荷载 结果 / 荷载组