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【WSAP】结构力学求解器(三):杆端释放[开源]

“WSAP杆端释放

WSAP为开源结构力学求解器,开放简洁、实用的.NET接口。有.NET开发经验的个人及团队,不妨尝试下WSAP来满足力学求解需求,协助打造结构选型、截面优化及条文复核等衍生产品。WSAP相关推送如下:

【WSAP】结构力学求解器(一):二阶效应分析[开源]

【WSAP】结构力学求解器(二):模态分析[开源]

本期推送主要介绍WSAP框架单元端部弯矩释放的定义方法。点击“阅读原文”可直接查看WSAP开源项目

算例关键接口示例

  1. //模型初始化

  2. //量纲:N、mm、t

  3. var model =newWModelNet();


  4. /// <summary>

  5. /// WModelNet:添加节点

  6. /// </summary>

  7. /// <param name="tag"> 节点编号 </param>

  8. /// <param name="x"> 节点X坐标 </param>

  9. /// <param name="y"> 节点Y坐标 </param>

  10. /// <param name="z"> 节点Z坐标 </param>

  11. /// <param name="isFix"> 节点是否约束 </param>

  12. /// <returns> 节点对象 </returns>

  13. WNodeNet node = model.AddNode(int tag, double x, double y, double z, bool isFix);


  14. /// <summary>

  15. /// WModelNet:添加矩形梁单元,默认不考虑P-Delta

  16. /// 截面局部向量默认高度方向指向全局Z向

  17. /// 默认不考虑刚域

  18. /// </summary>

  19. /// <param name="iNodeTag"> I端节点编号 </param>

  20. /// <param name="jNodeTag"> J端节点编号 </param>

  21. /// <param name="width"> 截面宽度 </param>

  22. /// <param name="height"> 截面高度 </param>

  23. /// <returns> 单元对象 </returns>

  24. WElementNet beam = model.AddRectConcreteBeam(int iNodeTag, int jNodeTag, double width, double height);


  25. /// <summary>

  26. /// WElementNet:设定单元杆端弯矩释放类型

  27. /// FrameReleaseEnum.NoRelease:不释放弯矩(默认)

  28. /// IRelease:释放i端弯矩

  29. /// JRelease:释放j端弯矩

  30. /// IJRelease:释放ij端弯矩

  31. /// </summary>

  32. /// <param name="releaseType"> 杆端弯矩释放类型 </param>

  33. /// <returns> 是否修改成功 </returns>

  34. bool isSuccess = beam.SetReleaseType(FrameReleaseEnum releaseType);


  35. /// <summary>

  36. /// WModelNet:对框架单元施加点荷载(-Z方向)

  37. /// 荷载分布形式:*

  38. /// </summary>

  39. /// <param name="elementTag"> 单元编号 </param>

  40. /// <param name="gravityLoad"> 点荷载 </param>

  41. /// <param name="loadLengthFacotr"> 点荷载施加位置:距I端长度系数 </param>

  42. /// <returns> 是否施加成功 </returns>

  43. bool isSuccess = model.AddBeamPointLoad(int elementTag, double gravityLoad, double loadLengthFacotr);


  44. /// <summary>

  45. /// WModelNet:创建有限元模型

  46. /// </summary>

  47. /// <param name="clearLoadCases"> 是否清空荷载 </param>

  48. /// <returns> 是否创建成功 </returns>

  49. bool isSuccess = model.CreateFEModel(bool clearLoadCases);


  50. /// <summary>

  51. /// WModelNet:基于荷载的线性求解器

  52. /// </summary>

  53. /// <returns> 是否求解成功 </returns>

  54. bool isSuccess = model.DoLinearStaticAnalyze();


  55. /// <summary>

  56. /// WElementNet:获得监测截面的截面力

  57. /// 默认有11个监测截面,当施加有集中荷载时自动扩充监测截面

  58. /// forceType:N Vy Vz My Mz T

  59. /// </summary>

  60. /// <param name="forceType"> 截面力类型 </param>

  61. /// <returns> 监测截面的截面力列表 </returns>

  62. List<double> sectionForceList = element.GetSectionForces(FrameLocalForceEnum forceType);


  63. /// <summary>

  64. /// WElementNet:获得监测截面距I端相对位置

  65. /// 默认有11个监测截面,当施加有集中荷载时自动扩充监测截面

  66. /// </summary>

  67. /// <returns> 监测截面的位置列表 </returns>

  68. List<double> posList = element.GetSectionPosList();

杆端释放测试

定义三根两端固接的框架梁,通过SetReleaseType实现杆端释放(梁A两端固接、梁Bi端铰接、梁C两端铰接),再通过AddBeamPointLoad施加集中荷载(如图1所示),最后通过DoLinearStaticAnalyze完成求解。

图1 SAP2000杆端释放与集中荷载施加示意图

WSAP参考SAP2000为所有框架单元引入“输出站”(监测截面)的概念,默认框架有11个均匀分布的监测截面。当构件施加集中荷载时,WSAP将自动添加监测截面以满足内力图的绘图需求。通过GetSectionForcesGetSectionPosList分别获得监测截面的力和位置,绘图内力图如图2-图4所示。

图2 两端固接梁内力结果对比

图3 一端铰接一端固接梁内力结果对比

图4 两端铰接梁内力结果对比
点击“阅读原文”可直接查看WSAP开源项目及SAP2000算例

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