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中图分类号:TU27/279 文献标识码:TU 文章编号:1009―914X(2013)31―0448―01
《结构力学》里的力矩分配法是工程上广泛采用的适用计算方法。它是一种渐近的计算方法,可以不建联立方程而直接求得杆端弯矩,对于分析连续梁的内力计算十分方便。
对于连续梁外伸端的处理方法有几种不同的处理方法。现在的中专教材中只介绍了其中的一种方法,本文再介绍两种方法,并与教材中的方法进行比较。
现以图1的连续梁为例。
图1
图2
解法一(教材中采用此法)
将EF悬臂部分去掉,画出内力,并将内力(剪力和弯矩)作为外力作用于结点,则E为铰支,整个计算按图2来考虑。
1.计算固端弯矩DE杆相当于一端固定、一端铰支的单跨梁。其余各段的固端弯矩可由表直接查得。
2.计算分配系数各杆的转动刚度分别为SDE=18、SDC=SCD=SCB=SBC=16,SBA=24,故分配系数μDE=0.53,μDC=0.47,μCD=μCB=0.5,μBC=0.4,μBA=0.6。
3.计算传递系数CBA=CBC=CCB=CCD=CDC=0.5,CDE=0。将固端弯矩、分配系数填入图4相应的栏内,并按图3的格式进行力矩分配传递,最终求出杆端弯矩。
4.作内力图(弯矩图)(图1b)
图3
解法二
首先对DEF用力矩分配法求固端弯矩(见图4)。
固结结点E,因各杆转动刚度为SED=4i,SEF=0,故分配系数μED=1,μEF=0。放松E,进行力矩分配传递,即可求出该部分的固端弯矩。结点放松后,不再固结,在以后的计算过程中做铰支处理。接下来的计算与解法一的力矩分配过程相同。
图4
解法三
该方法对外伸端不作单独处理,而是直接用力矩分配法的概念进行分配传递。
在这种方法中,结点D、E的分配系数,DE杆的传递系数与方法一中的有所不同。因转动刚度SDC=16,SDE= SED=24,SEF=0,故分配系数μDC=0.4,μDE=0.6,μED=1,μEF=0,传递系数CDE= CED=0.5,固端弯矩 , , 。其余不变。
力矩分配法过程如图5。
图6
在这三种方法中,前两种方法为求DE段的固端弯矩,采用了不同的处理方法。解法一显得繁琐;解法二简捷明了;解法三不单独处理外伸端,而直接进行力矩分配传递,但因分配系数μED=1,μEF=0,故收敛比较慢。计算量比前两种方法大。
《结构力学》里的力矩分配法是工程上广泛采用的适用计算方法。它是一种渐近的计算方法,可以不建联立方程而直接求得杆端弯矩,对于分析连续梁的内力计算十分方便。
对于连续梁外伸端的处理方法有几种不同的处理方法。现在的中专教材中只介绍了其中的一种方法,本文再介绍两种方法,并与教材中的方法进行比较。
现以图1的连续梁为例。
图1
图2
解法一(教材中采用此法)
将EF悬臂部分去掉,画出内力,并将内力(剪力和弯矩)作为外力作用于结点,则E为铰支,整个计算按图2来考虑。
1.计算固端弯矩DE杆相当于一端固定、一端铰支的单跨梁。其余各段的固端弯矩可由表直接查得。
2.计算分配系数各杆的转动刚度分别为SDE=18、SDC=SCD=SCB=SBC=16,SBA=24,故分配系数μDE=0.53,μDC=0.47,μCD=μCB=0.5,μBC=0.4,μBA=0.6。
3.计算传递系数CBA=CBC=CCB=CCD=CDC=0.5,CDE=0。将固端弯矩、分配系数填入图4相应的栏内,并按图3的格式进行力矩分配传递,最终求出杆端弯矩。
4.作内力图(弯矩图)(图1b)
图3
解法二
首先对DEF用力矩分配法求固端弯矩(见图4)。
固结结点E,因各杆转动刚度为SED=4i,SEF=0,故分配系数μED=1,μEF=0。放松E,进行力矩分配传递,即可求出该部分的固端弯矩。结点放松后,不再固结,在以后的计算过程中做铰支处理。接下来的计算与解法一的力矩分配过程相同。
图4
解法三
该方法对外伸端不作单独处理,而是直接用力矩分配法的概念进行分配传递。
在这种方法中,结点D、E的分配系数,DE杆的传递系数与方法一中的有所不同。因转动刚度SDC=16,SDE= SED=24,SEF=0,故分配系数μDC=0.4,μDE=0.6,μED=1,μEF=0,传递系数CDE= CED=0.5,固端弯矩 , , 。其余不变。
力矩分配法过程如图5。
图6
在这三种方法中,前两种方法为求DE段的固端弯矩,采用了不同的处理方法。解法一显得繁琐;解法二简捷明了;解法三不单独处理外伸端,而直接进行力矩分配传递,但因分配系数μED=1,μEF=0,故收敛比较慢。计算量比前两种方法大。