结构力学课程设计.docx

结构力学课程设计.docx

《结构力学课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构力学课程设计.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

结构力学课程设计

结构力学课程设计

结构力学课程设计报告

系别：

（理学院）

专业：

（工程力学）

班级：

（力学11-1）

姓名：

（宫东禹）

指导教师：

（宋志勇）

一、绪言

1、课程设计目的或意义：

1、通过实验及数据分析熟练掌握结构力学求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解数据输入和输出的基本操作过程，主要参数的意义和编辑方法。

2、通过实践进一步了解结构在广义荷载作用下内力和位移的分布状态和变化规律，从而指导我们探索和发现更合理的结构形式，为将来的学习和科研工作打下坚实的基础

2、结构的工程应用背景简介：

此次设计的结构是桥梁结构，在生活中桥梁在交通运输中起着重要的作用，比如架在江湖、峡谷之间的桥梁起着连接两地的纽带作用。

桥梁之上可以过行人、汽车、火车。

极大的缩短了两地之间的距离，方便又快捷。

3、课程设计的主要内容：

一：

了解明确课程设计的目的，查找工程实际中的桥梁结构

二：

参考实际结构设计自己的桥梁结构。

三：

估计轴力，初步选择桥梁的钢材。

四：

做出内力图。

五：

校核，再择钢材。

六：

总结优化。

二、结构设计与荷载简化

1、结构简介

此结构形状主要由三角形组成的的下承式组合结构

2、结构参数：

本次设计的桥梁结构跨度为四十米，高二十米。

结构中杆件间主要以铰接连接。

根据桥梁及承载要求，材料为Q235刚，极限压应力为300MPa,E=210GPa选择20b号工字型刚，截面面积为46.5平方厘米

3、荷载简化与分析：

设计的结构为火车通道，主要承受火车的质量。

将火车看作质量分布均匀的，所受均布荷载为50KN/m

三、结构内力和变形分析

1、结构计算简图

2、内力分析

结构轴力图

结构剪力图

结构结弯矩图

内力计算

单位：

力（默认）,力矩（默认）

杆端内力值（乘子=1）

杆端1杆端2

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

-----------------------------------------------------------------------------------------------

1-8.838834760.000000000.00000000-8.838834760.000000000.00000000

2-8.838834760.00000000-0.00000000-8.838834760.000000000.00000000

3-8.83883476-0.000000000.00000000-8.83883476-0.00000000-0.00000000

4-8.83883476-0.00000000-0.00000000-8.83883476-0.000000000.00000000

50.000000000.00000000-0.000000000.000000000.000000000.00000000

60.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000

7-0.00000000-0.000000000.00000000-0.00000000-0.00000000-0.00000000

80.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000

96.250000001.25000000-0.000000006.250000000.250000000.75000000

106.250000000.250000000.750000006.25000000-0.750000000.50000000

116.25000000-0.750000000.500000006.25000000-1.75000000-0.75000000

126.25000000-1.75000000-0.750000006.25000000-2.75000000-3.00000000

13-0.000000003.50000000-3.00000000-0.000000002.50000000-0.00000000

14-0.000000002.50000000-0.00000000-0.000000001.500000002.00000000

15-0.000000001.500000002.00000000-0.000000000.500000003.00000000

16-0.000000000.500000003.00000000-0.00000000-0.500000003.00000000

170.00000000-0.500000003.000000000.00000000-1.500000002.00000000

180.00000000-2.500000000.000000000.00000000-1.50000000-2.00000000

190.000000000.00000000-0.000000000.000000000.000000000.00000000

200.00000000-0.000000000.000000000.00000000-0.00000000-0.00000000

21-0.00000000-0.000000000.00000000-0.00000000-0.00000000-0.00000000

22-0.000000000.00000000-0.00000000-0.000000000.000000000.00000000

230.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000

24-0.000000000.00000000-0.00000000-0.000000000.000000000.00000000

3、强度校核

极限压应力为

，选用

所以

当选用22b工字型刚时

所以不符合强度要求

上图可知编号为1杆的内力最大为976KN所以：

编号为13杆的弯矩最大为

所以选择63a工字型刚,由材料力学知识，13号杆是压缩弯曲组合变形，受到的应力最大因此对13杆进行校核。

4、变形位移分析

结构位移图

位移计算

单位：

位移（默认）,转角（默认）

杆端位移值（乘子=1）

杆端1杆端2

单元码u-水平位移v-竖直位移?

-转角u-水平位移v-竖直位移?

-转角

-----------------------------------------------------------------------------------------------

10.000000000.00000000-0.155888350.06750000-0.24427670-0.15588835

20.06750000-0.24427670-0.149221680.12833333-0.48188671-0.14922168

30.12833333-0.48188671-0.145055010.18500000-0.71533006-0.14505501

40.18500000-0.71533006-0.153388350.25000000-0.95710677-0.15338835

50.25000000-1.023773430.214693360.46469337-0.809080060.21469336

60.46469337-0.809080060.243860030.70855337-0.565220060.24386003

70.70855337-0.565220060.273026700.98158008-0.292193350.27302670

80.98158008-0.292193350.292193361.273773430.000000000.29219336

90.000000000.00000000-0.245943360.06250000-0.24427670-0.24136003

100.06250000-0.24427670-0.241360030.12500000-0.48188671-0.23427670

110.12500000-0.48188671-0.234276700.18750000-0.71533006-0.23469336

120.18750000-0.71533006-0.234693360.25000000-0.95710677-0.25261003

130.25000000-0.95710677-0.252610030.25000000-1.21930015-0.26677670

140.25000000-1.219300150.191776700.25000000-1.023773430.20261003

150.25000000-1.023773430.202610030.25000000-0.809080060.22844336

160.25000000-0.809080060.228443360.25000000-0.565220060.25927670

170.25000000-0.565220060.259276700.25000000-0.292193350.28511003

180.250000000.000000000.295943360.25000000-0.292193350.28511003

190.98158008-0.292193350.243860030.25000000-0.292193350.24386003

200.06750000-0.244276700.001666670.06250000-0.244276700.00166667

210.12833333-0.481886710.001666670.12500000-0.481886710.00166667

220.18500000-0.71533006-0.002500000.18750000-0.71533006-0.00250000

230.46469337-0.809080060.214693360.25000000-0.809080060.21469336

240.70855337-0.565220060.229276700.25000000-0.565220060.22927670

--------------------------------------------------------------------------------------------

四、结论

1、结构设计总结

经分析校核所设计的结构是合理的。

型钢的长度最长为15m，所以在加工方面会出现困难。

由于桥梁的下部分有拱的雏形但以桁架代替，不如拱性能优良。

由于桥面的梁式杆承受的应力较下面的桁架杆承受的应力大所以在施工的时候可以选择两种型号的刚，梁式杆可选择63a的工字型刚，链式杆可以选择32a的工字型，两种刚的重量及造价不一样故这样可以节省材料与费用。

2、课程设计感想、体会（心得）

一：

设计结构前要多观察现实生活中的结构，用所学的知识分析结构的合理性

二：

结构的设计要接近实际，将科技转化为生产力。

三：

观察实际结构思考现实生活中结构的构造方式，例如可以观察松浦大桥的设计等，结合自己所学的知识会得到更多的启发

结点,1,0,0

结点,2,1,0

结点,3,2,0

结点,4,3,0

结点,5,4,0

结点,6,5,0

结点,7,6,0

结点,8,1,1

结点,9,2,2

结点,10,3,3

结点,11,4,2

结点,12,5,1

单元,1,2,1,1,0,1,1,1

单元,2,3,1,1,1,1,1,1

单元,3,4,1,1,1,1,1,0

单元,4,5,1,1,0,1,1,1

单元,5,6,1,1,1,1,1,1

单元,6,7,1,1,1,1,1,0

单元,7,12,1,1,0,1,1,0

单元,12,11,1,1,0,1,1,0

单元,11,10,1,1,0,1,1,0

单元,10,9,1,1,0,1,1,0

单元,9,8,1,1,0,1,1,0

单元,8,1,1,1,0,1,1,0

单元,12,5,1,1,0,1,1,0

单元,5,11,1,1,0,1,1,0

单元,11,4,1,1,0,1,1,0

单元,4,10,1,1,0,1,1,0

单元,4,9,1,1,0,1,1,0

单元,9,3,1,1,0,1,1,0

单元,3,8,1,1,0,1,1,0

结点支承,1,2,-90,0,0

结点支承,7,1,0,0