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1、结构力学第八章力矩分配法第1页,本讲稿共22页一一 转动刚度(转动刚度(S S)杆端单位转角时,在该杆端所需施加的力矩。是杆件抵抗杆端转动的能力 BA=1SABAB=1=1SAB=1SAC=1SAD第2页,本讲稿共22页 单跨超静定梁A端转动刚度远端支承固定铰支定向自由等截面直杆杆端转动刚度第3页,本讲稿共22页二二 分配系数(分配系数()-A端所有杆件转动刚度之和A1)杆端弯矩2)结点力矩平衡3)代入1)第4页,本讲稿共22页-分配系数(Aj杆在A端的分配系数)结点A的力偶荷载,按各杆分配系数分配于各杆A端,称分配弯矩三三 传递系数(传递系数(C C)力偶荷载作用于结点A,A端产生弯矩时,各
2、杆另一端也产生弯矩(传递弯矩)CAj-传递系数,近端有转角时,远端与近端弯矩比值第5页,本讲稿共22页 由二,三可知,结点A作用有力偶荷载时,按各杆分配系数分配于各杆近端,按传递系数传递给各杆远端例:-杆端弯矩-固端弯矩 -分配与传递弯矩(a)=(b)+(c)-约束力矩,等于该点固端弯矩之和(顺时针为正)第6页,本讲稿共22页各杆杆端弯矩步骤:步骤:1 1 附加刚臂,求固端弯矩 2 求约束力矩(结点处固端弯矩之和)3 放松附加约束,求分配与传递弯矩 4 叠加(1)、(3)第7页,本讲稿共22页结点 B A D C杆端 BA AB AC AD DA CA转动刚度S 6 8 6 分配系数 0.3
3、0.4 0.3 传递系数C 0 1/2 1/2固端M 0 60 -50 50 传递、分配M -3 -4 -3 -1.5 -2总M 57 -4 -53 48.5 -2例:绘图示弯矩图第8页,本讲稿共22页1)各杆固端弯矩2)各杆分配系数3)不平衡力矩4)分配与传递弯矩第9页,本讲稿共22页例2:转动刚度S 4 6 分配系数 0.4 0.6传递系数C 0 固端弯矩 -25 40分配、传递M 16 32 48总M 16 32 23 40第10页,本讲稿共22页FP1FP2ABCD附加刚臂,阻止结点转动,把梁分为三个单跨梁不平衡力矩:放松结点B,C点固定,C点新不平衡力矩放松结点C,B点固定,B点新不
4、平衡力矩放松,固定,C点新的约束力矩第11页,本讲稿共22页 循环进行,连续梁的变形和内力与实际状态越来越接近,每次放松一个每次放松一个结点,单结点分配与传递结点,单结点分配与传递,将各项杆端弯矩叠加,得总的弯矩,两三轮循环能达到较好精度,先放松力矩较大的点,收敛性较好。1)固端弯矩2)不平衡力矩第12页,本讲稿共22页例1:转动刚度S 6 4 4 4 分配系数 0.6 0.4 0.5 0.5传递系数C 0 固端弯矩 90 -250 250 -120 120B一次分、传M 96 64 32C一次分、传M -40.5 -81 -81 -40.5B二次分、传M 24.3 16.2 8.1C二次分、
5、传M -2 -4.0 -4.1 -2.1B三次分、传M 1.2 0.8 0.4C三次分、传M -0.2 -0.2 -0.1总M 211.5-211.5 205.3 -205.3 7.44第13页,本讲稿共22页例2:转动刚度S 2EI/L 2EI/L分配系数 0.5 0.5结点 A杆端 AB AC固端弯矩 分配、传递M 总M第14页,本讲稿共22页例3:力矩分配法计算图示刚架,并作M图,4m4m8m4m30kN/mABCDE30kN/mABCDE第15页,本讲稿共22页结点 A B D C E杆端 AB BA BD DB DC DE CD ED转动刚度S 4i 4i 4i 4i i分配系数 0
6、.5 0.5 4/9 4/9 1/9传递系数C -1固端M 40 20 -40 40 -160 -80 总M 38.24 16.47 16.47 92.35 54.11 -146.48 27.06-93.521D一次分、传M 26.67 53.33 53.33 13.33 26.67-13.33B一次分、传M -1.67 -3.34 -3.34 -1.67D二次分、传M 0.37 0.74 0.74 0.18 0.37 -0.18B二次分、传M -0.09-0.18 -0.18-0.09D三次分、传M 0.02 0.04 0.04 0.01 0.02 -0.01B三次分、传M -0.01 -0
7、.01第16页,本讲稿共22页单跨对称刚架,在反对称荷载作用下取半刚架情况横梁不产生相对线位移,称为两端无相对线位移的杆件。立柱有相对线位移,但剪力是静定的(由平衡条件求出),称为剪力静定杆。无剪力分配法应用条件:刚架中除杆端无相对线位移的杆件外,其余杆件都是剪力静定杆。第17页,本讲稿共22页结点A BC杆端ABBA BCCB转动刚度S分配系数传递系数CiBA 3iBC-1 0固端弯矩 第18页,本讲稿共22页例:6m4m4m20kN20kN20kN20kN34444320kN20kNABCDE第19页,本讲稿共22页结点 A B C杆端 AB BA BE BC CB CD转动刚度S EI
8、3EI EI EI 3EI 分配系数 0.2 0.6 0.2 0.25 0.75传递系数C -1 0 -1 -1 0固端M -80 -80 -40 -40总M 107.36-52.64 82.08 -29.44 -50.52 50.52B一次分、传M -24 24 72 24 -24 C一次分、传M -16 16 48B二次分、传M -3.2 3.2 9.6 3.2-3.2C二次分、传M -0.8 0.8 2.4B三次分、传M -0.16 0.16 0.48 0.16-0.16C三次分配M 0.04 0.1220kN20kNABCDE4334第20页,本讲稿共22页D转动刚度S 4 8 8 0分配系数 0.4 0.6 1传递系数C 固端弯矩 -30 30 -40C分配、传递M 5 10 0B分配、传递M 16 32 48 总M 16 32 23 40 -40第21页,本讲稿共22页4m4m4m2m4m20kN/m20kN.mABECFGHD565628201012816综合练习第22页,本讲稿共22页