[转帖]Algor在杆系结构分析中的应用

frogfish

　　对于这一篇所谓心得体会， 其实也是参考《Algor和Sap5p在杆系结构分析中的应用》一书，和个人在使用中遇到的问题综合而成。比例大概是60%参考，40%心得， 毕竟除了参考，还要自己打出来，打的过程也算是一个学习的过程嘛! 而且该书内容的确有很多内容值得参考，特别是前处理有很多需要注意的问题。希望这篇文章能对大家有所帮助。

　　-98交通土建(1)

　　邱文熙 29

　　Algor在杆系结构分析中的应用

　　――杆系结构计算机分析中常见问题的处理

　　1. 了解结构的概况，正确建立计算模型

　　使用成熟的有限元商品软件，计算过程往往是相对简单和可*的，而且不需过多的人工干预，仅仅根据计算过程在键盘上作出相应的响应。其计算精度也是可*的。关键的问题是：对实际问题建立正确的计算模型(前处理)，并对计算结果进行正确的分析(后处理)。

　　在建立模型计算前，首先要了解计算目的，画出结构草图，注明结构在各个方向的尺寸;节点的空间坐标，约束和荷载状态;划分多少单元，每一杆件(单元)的材料，截面参数，位置编号等。对这些参数进行整体规划必须明确无误。然后才能正确建立模型计算。否则将会导致模块间来回修改，甚至重做。

　　例如：在三跨连续梁电算中，对最后一个单元右节点的处理，最好的方法是把最后单元进一步细分(Divide)，如原最后单元是8m，再Divide分为8份，1m/份，然后把细分后的最后单元(1m长度)右节点值不取(Q值)，用最后单元左节点值代替作为最后节点的值。这样是比较精确的。但是如果在建立模型时没有把最后单元进行细分，计算完毕后是不能修改的，只能重新建立，重新计算。可见建模要考虑的因素是繁琐却是必要的。

　　2. 正确选择单位制

　　系统的默认单位制是英制：力的单位是磅力(1bf)，长度单位是英寸(in)，在造型和输入参数时，并无选择单位的要求，但我们在使用程序过程中却应该时时处处注意单位的统一，使用统一的单位来输入。

　　如：统一用国际单位输入，牛顿N，米m，千克kg，匀布力N/m等。

　　3. 节点安排和单元划分

　　结构的每一个杆件，在几何造型上用其轴心线表示为一条线(直线或曲线)，横截面的形状在计算中无意义，横截面尺寸数据在BEDITH程序中输入。

　　利用Divide命令将模型划分成为多个单元，命令为： Modify Divide. ;相应两个节点之间是一个单元。但在Algor+D中划分的单元号和节点号是不会显示出来，只会在转到Algor+B中才能查看得到。因此在对某个单元的截面(Color)和材料(Layer)的修改前，必须明确单元的正确位置，要与结构图一一对应。避免出错。

　　4. 色(Color)、层(Layer)的使用

　　如果结构的截面特性不同，就需要通过确定单元的不同色(Color)来体现;

　　如果结构所采用的材料特性不同，通过确定单元的不同层(Layer)来体现。

　　不同的Color和Layer都是通过对应的不同颜色显示来体现。

　　默认状态是看到Color所对应的颜色显示，可在菜单切换开关1.color, 2.group,3.layer。要显示Layer(材料)所对应颜色，就切换到*3)Layer状态。

　　进BEDITH(Algor+B)后，无论层和色，模型只用一种颜色显示，在Algor+D中赋予的不同颜色特征转换成单元的材料特性号(Property)和截面特性号(Area)ID。使用Modify Property修改材料特性数据和Area改变截面几何数据时。

　　5. 节点的约束条件

　　每一个空间节点有6个自由度，3个移动自由度和3个转动自由度，在BEDITH中设置约束条件的命令是Modify Node BC ，其中：tx、ty、tz分别表示延总体坐标轴的3个移动自由度;rx、ry、rz为3个转动自由度。前面的星号“*”表示自由度被约束住，不能移动或转动。

　　对于平面问题下的构件只有3个可能自由度：tx、ty和rz。其余自由度tz、rx、ry都要加“*”号。如对于连续梁的约束条件为：一个支座只有rz方向的转动;其余每个支座只有tx方向的移动和rz方向的转动，

　　6. 输入材料性能数据

　　命令为：/ Modify/ Property/ Value

　　对于混凝土30号： EN=3.0E10; 混凝土40号：EN=3.3E10

　　质量密度MDEN=2500～2700

　　重力密度WDEN=25000～27000

　　*注意单位的统一。

　　7. 输入截面特性数据

　　计算截面的特性数据可以使用Algor+D中的Inquire命令

　　命令：Inquire/ Moment/ Calculate

　　A=面积

　　I2=抗弯惯性矩，相当于Iyy

　　I3=抗弯惯性矩，相当于Ixy

　　J1=抗扭惯性矩，相当于Ip

　　S2，S3=横截面对单元坐标轴抗弯截面系数，相当于材料力学中的W2和W3

　　对于连续梁计算，填入A和I2的值即可。

　　8. 荷载施加

　　(1)节点力和非节点力

　　集中力只能施加在节点上，非节点荷载要转换为节点力。

　　(2)均布荷载

　　均布荷载是施加于梁单元单位长度的荷载，注意只有使“*Include”开关置有效状态均布荷载才起作用。

　　(3) 重力和惯性力

　　命令：/ Modify/ Gravity / Value

　　考虑重力时，将GZ=-1即可，Accel是重力加速度，默认英制(386.4in/s2)

　　注意只有使“*Include”开关置有效状态。

　　9. 计算多种工况，提取影响线

　　同一结构的一种载荷状态称为一种工况。Algor能同时计算多种工况，默认状态是一种工况。命令是/ Add case。

　　在此说明，对于梁所受的活载的影响线求解，可以通过施加不同工况来解决。根据影响线的定义，把单位集中力施加在不同工况，模拟活载在梁上从左到右移动，来计算在不同工况下――即单位力作用在不同位置――梁的每个单元的受力情况。单位集中力每移动到一个节点，就作为一种工况，有多少个节点就对应有多少种工况。Algor可以计算出每个单元在不同工况下的受力情况，通过提取“.S”文件的各个单元左节点值(Q、M)就可得到各单元影响线值。

　　10. 计算分析结果

　　就是所谓的后处理，对.S和.L文件的处理应用Excel比较方便。(要对Excel的操作比较熟练)要得到包络图，还需要对影响线的值用加载程序计算。(略)

　　注：在后处理的工作中，我个人的Excel水平有限，技巧只是不断的复制、粘贴。：)

　　要灵活运用“排序”和“自动筛选”，可用“空白、非空白”进行筛选。

　　最后提醒一句：一定要注意存盘!不然就会后悔莫及。切记!

　　还有一个指令，可以获得可读的位移输出文件“*.L”

　　在BEDITH通过Transfer命令，选择Run sap0后，在程序提示语句出现时，平常是键入Run回车来让Algor计算。 此时如果不键入Run，而是键入Trans回车，(如再次出现提示就键入Run)，就可以获得位移输出文件*.L了。

jstyadang

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