结构力学实验报告

《结构力学》实验报告

学院名称资源与安全工程学院

专业班级城地专业11级 02班

学生学号 020*******

学生姓名郑孙斌

指导老师李江腾、樊玲

2013年 1月 11日

目录

一、实验指导书 (1)

二、实验任务书 (2)

三、实验名称 (2)

四、实验目的 (4)

五、实验步聚 (4)

（1）确定单榀刚架的计算单元 (5)

（2）选取平面刚架的计算简图 (5)

（3）荷载计算 (5)

（4）上机操作 (7)

（5）输出电算实验数据 (10)

六、分析实验结果 (18)

七、上机操作输出图 (19)

一. 《结构力学实验》指导书

（一）学时与学分：实验学时：6 ；实验学分：0.5

（二）实验教材：

1. 《结构力学》周竞欧主编同济大学出版社

2. 《结构力学实验》指导书蒋青青编

3. 《PK用户手册及技术条件》中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部

（三）实验课的任务、性质与目的：

实验教学是理论联系实际、培养学生实验技能和实践能力的重要教学环节。根据城市地下空间工程专业本科培养方案和教学计划安排，结构力学是一门与工程设计密切相关的重要学科，《结构力学实验》课为三性实验（综合性、设计性、研究性）。

通过该实验课的教学，要求学生掌握结构力学的手工计算方法和电算方法，使学生熟悉结构力学电算的基本原理；正确分析结构的传力途径和准确计算作用在结构上的荷载；学会使用结构CAD系列软件PKPM中的PK计算软件来分析平面杆件结构内力和位移的实际操作步骤和方法；了解结构力学在地下空间工程中的用途，培养学生综合运用所学理论知识解决地下结构实际工程问题的动手技能和初步具备设计能力，为今后学习《混凝土结构》、《地下建筑结构》等专业课程打下一定的基础。

（四）实验项目名称：结构力学电算方法。

（五）仪器设备：

在计算机房进行实验，每人一台计算机，采用中国建筑科学研究院编制的《微机结构CAD系统软件PKPM系列》中的PK平面刚架计算软件进行实验。

（六）实验方式与基本要求：

1、任课教师讲清实验的基本原理、方法及要求。

2、实验前必须制定好上机步骤，弄清实验目的。

3、实验小组为2人一组，每人一台计算机和相关的配套软件设备，每次上

机均为2小时。

4、要求学生掌握微机结构CAD系统软件PKPM系列中的PK计算软件的技术条

件、所需相关课程知识、操作方法和步骤。

5、实验中根据实验任务书提供的资料，联系地下空间工程实际建立力学模

型，选取平面刚架计算简图；分析结构的传力途径，手工计算作用在

结构上的荷载；按照PK计算软件的操作步骤和技术条件，利用人机对

话菜单，输入梁、柱有关几何尺寸、荷载、及其它有关数据，对所输

入的信息进行校核；对平面刚架进行内力和挠度计算，分析其受力和

变形的特点；记录实验步聚和实验中所遇到的问题，输出实验结果与

数据资料并对其进行分析和总结，写出详细的实验报告。

（七）实验报告编写说明与要求

1、实验报告内容应包括：实验指导书；实验任务书；实验名称；实验目的

及原理；实验所用主要仪器设备和所采用的结构力学电算软件名称；实

验过程及操作步骤简述；实验结果数据；分析刚架中梁柱内力和变形的

计算结果；对存在的问题及改进方法的设想。

二、《结构力学实验》任务书

（一）. 实验资料

某附建式公共建筑地下两层，地面以上四层或五层，其标准层建筑平面如图一所示，标准层楼面结构布置如图二所示，墙体恒载5.24kN/m2。钢筋砼柱截面尺寸为400×500，Ξ 轴—ψ轴、Z 轴—[ 轴的室内楼面梁、屋面梁截面尺寸为250×500，ψ 轴--Z轴的

楼面走道梁和屋面梁截面尺寸为250×300，其他有关计算数据详见表1。

（二）. 实验内容与要求

根据实验资料确定单榀刚架的负荷范围即计算单元，分析结构的传力途径，首先，手

工计算作用在结构上的荷载；再上机按照PK计算软件的操作步骤和技术条件，利用人机对话菜单，输入梁、柱有关几何尺寸、荷载及其它有关数据，对所输入的信息进行校核；对平面刚架进行内力和挠度计算，分析其受力和变形的特点；记录实验步聚和实验中所遇到的问题，输出实验结果与数据资料并对其进行分析和总结，编制详细的实验报告。

表1 城地1102班结构力学课程设计框架计算数据表

三.实验名称: 结构力学电算方法

四.实验目的与原理：

通过实验，掌握结构力学的手工计算方法和电算方法，熟悉结构力学电算的基本原理即刚度矩阵法原理，正确分析作用在结构上的荷载的传递途径，学会使用结构CAD系列软件中的PK计算软件来分析平面杆件结构内力和位移的实际操作步骤和方法，了解结构力学在地下空间工程中的用途，培养自己综合运用所学知识解决地下结构实际工程问题的动手技能，为今后学习《混凝土结构》、《地下建筑结构》等专业课程打下一定的基础。

五.实验步聚：

（一）、确定单榀平面刚架KJ—的计算单元即负荷范围如图三所示

（二

选取平面刚架KJ—的计算简图如图四所示

（三）. 荷载计算

由表1查得KJ－的屋面恒载为?KN/m2，屋面活载为?KN/m2，楼面恒载为?KN/m2，楼面活载为?KN/m2：

1. 恒载计算：

（1）节点恒载

a. 第七层楼面纵向联系梁L－1、L－2传给刚架柱的节点集中力P1（KN）：

P1＝5.24kN/m2×墙高1×（a左＋a右）÷2

＝5.24kN/m2×4.2×（4.2＋4.5）÷2=95.7348