结构力学求解器使用指南.docx
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结构力学求解器使用指南
之马矢奏春创作
时间：
二O二一年七月二十九日
结构力学求解器（使用指南）结构力学求解器（SMSolverofWindows）是一个关于结构力学分析计算的计算机软件,
其功能包括求解平面杆件结构（体系）的几何组成、静定和超静定结构的内力、位移,影响
线、自由振动的自振频率和振型,以及弹性稳定等结构力学课程中所涉及的绝年夜部份问题.
对几何可变体系可作静态或静态显示机构模态;能绘制结构内力图和位移图;能静态或静态
显示结构自由振动的各阶振型和弹性稳定分析的失稳模态;能绘制结构的影响线图.
该软件的版本为V1.5.清华年夜学土木系研制.高教出书社发行.
一.运行环境
Windows98/NT.8M内存.2M硬盘空间.
二.装机与运行
将软件光盘置入光驱,在Windows环境下运行光盘上的SMsetup.exe,然后按提示把持
即可完成装机.装机完成后,桌面上将呈现一个名为"求解器"的图标.双击桌面上的
"求解器"图标,再单击软件的封面,即可使用该求解器.
三.输入数椐
先对结构的结点及单位进行编码,然后按以下诸项输入数椐:
1.结点界说
N,Nn,x,y
Nn---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,DY
Ngen---结点生成的次数;
Nincr---每次生成的结点码增量;
N1、N2---基础结点范围;
N12incr---基础结点的编码增量;
Dx,DY---生成结点的x,y坐标增量.
3.单位界说
E,N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,DOF22,DOF23]
N1,N2---单位两真个结点码;
以下连接方式:
1为连接,0为不连接;
DOF11,DOF12---分别为单位在杆端1处的x、y方向自由度的连接方式,
缺省值=1;
DOF13---单位在杆端1处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0;
DOF21,DOF22---分别为单位在杆端2处的x、y方向自由度的连接方式,
缺省值=1;
DOF23---单位在杆端2处的转角方向自由度的连接方式,缺省值=0.
4.单位生成（即成批输入单位两真个连接方式）
EGEN,Ngen,E1,E2,Nincr
Egen---生成次数;
E1,E2---基础单位范围;
Nincr---生成中单位两端点对应的结点码增量.
5.支座约束界说
NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdisy,SdisR]
Sn---支座的结点码;
Stype---支座类型码;
Sdir---支座方向,以图示方向为零,绕结点逆时针旋转为正;
Sdisx---x方向的支座位移,缺省值=0;
Sdisy---y方向的支座位移,缺省值=0;
SdisR---转角方向的支座位移,缺省值=0.
以上
（1）～（6）为支座类型码.
6.单位资料性质
ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,m
ElemStart---单位起始码;
ElemEnd---单位终止码;
EA,EI---分别为单位的抗拉和抗弯刚度;
m---单位的均布质量（kg/m）.
7.结点荷载
NLOAD,Ln,Ltype,Lsize[,Ldir]
Ln---荷载作用的结点码;
Ltype---荷载类型;
Ltype=1（-1）,集中荷载,指向（叛变）结点;
Ltype=2（-2）,逆时（顺时）针方向的集中力矩;
Lsize---荷载年夜小（kn,kn-m）;
Ldir---荷载方向（度）,仅当Ltype=1或-1时入,缺省值=0.
说明:
竖向集中力,作用在结点上方时,取=-90,反之,取=90;
水平集中力,作用在结点左方时,取=0,反之,取=180.
8.单位荷载
ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lpos2[,Ldir]]]
Ln---荷载作用的单位码;
Ltype---荷载类型;
Ltype=1（-1）,集中荷载,指向（叛变）单位;
Ltype=2
（2）,逆时（顺时）针方向的集中力矩;
Ltype=3（-3）,均布荷载,指向（叛变）单位;
Lsize1---荷载年夜小;
Lpos1---荷载起点至单位杆端1的距离与单位杆长的比值,缺省值=0;
Lpos2---荷载终点至单位杆端1的距离与单位杆长的比值,缺省值=1;
（仅对均布荷载输入Lpos2）
Ldir---荷载方向（度）,仅当Ltype=1,3或-1,-3时输入,缺省值=0.
（注:
按局部坐标系界说,其角度以逆时针方向为正）
9.频率计算参数
FREQ,Nfreq,FreqStart,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,Fdof
LoadDOF---单位荷载的方向（整体坐标系）:
1为水平,2为竖直,3为转角;
En---单位码;
pos---单位上截面位置:
距杆端1的距离与杆长的比值;
Fdof---欲求影响线的内力自由度（局部坐标系）,1为轴力,2为剪力,
3为弯矩.
说明:
1.计算结构的内力和位移时,仅输入1（或及2）,3（或及4）,5,6,7,8项;
2.当单位的抗拉刚度（EA）或抗弯刚度（EI）为无穷年夜时,则分别填-1;
3.当斜杆单位作用沿水平线的均布荷载时,需按合力相等的原则,变换成
沿杆轴线分布的均布荷载输入,荷载类型码仍为3（见例5）.
四.上机把持步伐
1.双击桌面上的"求解器"图标,再单击"求解器"的封面进入使用状态;
2.键入数椐文件名（如TITLE,XXXX）,逐行输入数椐（也可用命令方式输入）;
3.将数椐文件存盘
单击桌面上方的"文件",在文件菜单中点"保管"或"另存为",键入文件名,
点"确定";
4.再单击"文件",在文件菜单中点"退出";
5.见提示"?
此命令将结束本次SMSolver!
"
点"取消"或'确定",重新进入SMSolver;
6.单击"文件",在文件菜单中点"翻开";
7.点所要运行的数椐文件名,并单击"确定";
8.单击桌面下方的"观览器"图标,（桌面上显示结构计算简图的形状）,并单
击"最年夜化"按钮,将图形放年夜;
9.单击桌面上方的"标注",在"标注"菜单中点所要显示的参数;
（如无误,则进行下一步,若有误,则进行修改）
10.单击"观览器"图标,点桌面上方的"求解";
11.在"求解"菜单中,点所要计算的内容（如内力计算、位移计算等）,即可显
示计算结果（如各杆杆真个内力或位移,对比结构的单位编号或结点编号阅读）;
12.单击所要显示的内力类型（轴力、剪力、弯矩）及显示对象（如"结构"或"单位"）;
13.单击"观览器"图标,则显示出内力图或位移图;
14.重复单击"观览器"图标,即可选定和显示分歧的内力图;
15.逐层单击题目栏右边的"关闭"按钮,当显示:
"此命令将结束本次SMSolver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=3.12X10KN,EI=4.16X10KN-M.
TITLE,AAA-1
N,1,0,0
N,2,4,0
N,3,0,4
N,4,4,4
E,1,3,1,1,1,1,1,0
E,3,4,1,1,0,1,1,1
E,4,2,1,1,1,1,1,1
NSUPT,1,6,0,0,0,0
NSUPT,2,6,0,0,0,0
ECHAR,1,3,3.12E+06,4.16E+04
NLOAD,3,1,30,0
ELOAD,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-2
N,1,0,0NSUPT,1,2,-90,0,0
N,2,2,0NSUPT,5,1,0,0
N,3,4,0ECHAR,1,9,1,1
N,4,6,0ELOAD,1,3,1,0,1,90
N,5,8,0ELOAD,2,3,1,0,1,90
N,6,2,-2ELOAD,3,3,1,0,1,90
N,7,6,-2ELOAD,4,3,1,0,1,90
E,1,2,1,1,0,1,1,1
E,2,3,1,1,1,1,1,0
E,3,4,1,1,0,1,1,1
E,4,5,1,1,1,1,1,0
E,6,7,1,1,0,1,1,0
E,6,2,1,1,0,1,1,0
E,7,4,1,1,0,1,1,0
E,6,1,1,1,0,1,1,0
E,7,5,1,1,0,1,1,0
例3.求图示桁架各杆的轴力.
TITLE,,AAA-3
N,1,1,0
NGEN,4,1,1,1,1,1,0
NGEN,1,5,1,5,1,0,1
E,1,2,1,1,0,1,1,0
EGEN,3,1,1,1
EGEN,1,1,4,5
E,6,1,1,1,0,1,1,0
EGEN,4,9,9,1
E,1,7,1,1,0,1,1,0
E,1,8,1,1,0,1,1,0
E,8,5,1,1,0,1,1,0
E,5,9,1,1,0,1,1,0
NSUPT,1,2,-90,0,0
NSUPT,5,1,0,0
NLOAD,8,1,1,-90
NLOAD,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,-90,0,0
NSUPT,2,1,0,0
NLOAD,7,1,8,-90
NLOAD,8,1,4,180
NLOAD,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,-90,0,0
NSUPT,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,AAA-6
N,1,0,0
N,2,4,0
N,3,8,0
N,4,4,-4
E,1,2,1,1,1,1,1,1
E,2,3,1,1,1,1,0,1
E,4,2,1,1,0,1,1,1
NSUPT,1,6,-90,0,0,0
NSUPT,3,5,0,0,0
NSUPT,4,4,90,0,0
ECHAR,1,1,-1,1
ECHAR,2,2,-1,2
ECHAR,3,3,-1,1
ELOAD,1,3,30,0,1,90
ELOAD,2,1,50,0.5,90
（注:
取EA=,填-1）
例7.求图示梁的内力和位移.EI=5X10KN-M.
TITLE,AAA-7
N,1,0,0
N,2,6,0
N,3,7.5,0
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