任务二十九多跨连续梁内力计算及内力图绘制.ppt
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1、会计学1任务二十九多跨连续梁内力计算任务二十九多跨连续梁内力计算(j sun)及内力图绘制及内力图绘制第一页,共29页。一、力矩分配一、力矩分配(fnpi)(fnpi)法的基本概念法的基本概念二、力矩分配二、力矩分配(fnpi)(fnpi)法的基本思路法的基本思路三、用力矩分配三、用力矩分配(fnpi)(fnpi)法计算多跨连续梁法计算多跨连续梁u 教学内容教学内容 模块模块模块模块(m kui)(m kui)(m kui)(m kui)三三三三 结构力学结构力学结构力学结构力学 项目十项目十项目十项目十 超静定结构超静定结构超静定结构超静定结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)
2、的内力计算的内力计算的内力计算的内力计算任务二十九任务二十九任务二十九任务二十九 多跨连续梁内力计算及内力图绘制多跨连续梁内力计算及内力图绘制多跨连续梁内力计算及内力图绘制多跨连续梁内力计算及内力图绘制 第1页/共28页第二页,共29页。1.1.力矩分配力矩分配力矩分配力矩分配(fnpi)(fnpi)法的基本概念法的基本概念法的基本概念法的基本概念 力矩分配力矩分配力矩分配力矩分配(fnpi)(fnpi)法是一种渐进法。是在位移法基础上发法是一种渐进法。是在位移法基础上发法是一种渐进法。是在位移法基础上发法是一种渐进法。是在位移法基础上发展起来的一种数值解法,它不必计算节点位移,也无展起来的一
3、种数值解法,它不必计算节点位移,也无展起来的一种数值解法,它不必计算节点位移,也无展起来的一种数值解法,它不必计算节点位移,也无须求解联立方程,可以直接通过代数运算得到杆端弯须求解联立方程,可以直接通过代数运算得到杆端弯须求解联立方程,可以直接通过代数运算得到杆端弯须求解联立方程,可以直接通过代数运算得到杆端弯矩。矩。矩。矩。力矩分配力矩分配力矩分配力矩分配(fnpi)(fnpi)法的适用对象:法的适用对象:法的适用对象:法的适用对象:是连续梁和无节点线位移刚架。是连续梁和无节点线位移刚架。是连续梁和无节点线位移刚架。是连续梁和无节点线位移刚架。内力正负号的规定:同位移法的规定一致。内力正负号
4、的规定:同位移法的规定一致。内力正负号的规定:同位移法的规定一致。内力正负号的规定:同位移法的规定一致。杆端弯矩使杆端顺时针转向为正,杆端弯矩使杆端顺时针转向为正,杆端弯矩使杆端顺时针转向为正,杆端弯矩使杆端顺时针转向为正,固端剪力使杆端顺时针转向为正。固端剪力使杆端顺时针转向为正。固端剪力使杆端顺时针转向为正。固端剪力使杆端顺时针转向为正。力矩分配法是一种渐进法。是在位移法基础上发力矩分配法是一种渐进法。是在位移法基础上发展起来的一种数值解法,它不必计算节点位移,也无展起来的一种数值解法,它不必计算节点位移,也无须求解联立方程,可以直接通过须求解联立方程,可以直接通过(tnggu)代数运算得
5、到代数运算得到杆端弯杆端弯矩。矩。力矩分配法的适用对象:力矩分配法的适用对象:是连续梁和无节点线位移刚架。是连续梁和无节点线位移刚架。内力正负号的规定:同位移法的规定一致。内力正负号的规定:同位移法的规定一致。杆端弯矩使杆端顺时针转向为正,杆端弯矩使杆端顺时针转向为正,固端剪力使杆端顺时针转向为正。固端剪力使杆端顺时针转向为正。一、力矩一、力矩(l j)分配法的基本概念分配法的基本概念第2页/共28页第三页,共29页。定义:杆件固定端转动定义:杆件固定端转动(zhun dng)单位角位单位角位移所引起的力矩称为该杆的转动移所引起的力矩称为该杆的转动(zhun dng)刚度,刚度,(转动转动(z
6、hun dng)刚度也可定义为使杆刚度也可定义为使杆件固定端转动件固定端转动(zhun dng)单位角位移所需施单位角位移所需施加的力矩)。加的力矩)。转动刚度转动刚度(n d)与远端约束及线刚度与远端约束及线刚度(n d)有有关关,对等截面直杆:,对等截面直杆:远端固定远端固定(gdng):S=4 i 远端铰支:远端铰支:S=3i 远端双滑动支座:远端双滑动支座:S=i 远端自由或轴向支杆:远端自由或轴向支杆:S=0 i为线刚度:为线刚度:MAB=0MBA=01一、力矩分配法的基本概念一、力矩分配法的基本概念一、力矩分配法的基本概念一、力矩分配法的基本概念1.1.力矩分配法的基本概念力矩分配
7、法的基本概念第3页/共28页第四页,共29页。2.2.传递系数传递系数传递系数传递系数 当端转动时,当端转动时,当端转动时,当端转动时,B B端也会产生一端也会产生一端也会产生一端也会产生一定弯矩,这好比是近端的弯矩按定弯矩,这好比是近端的弯矩按定弯矩,这好比是近端的弯矩按定弯矩,这好比是近端的弯矩按一定的比例传递到了远端一样,一定的比例传递到了远端一样,一定的比例传递到了远端一样,一定的比例传递到了远端一样,故将故将故将故将B B端弯矩与端弯矩与端弯矩与端弯矩与A A端弯矩之比称为端弯矩之比称为端弯矩之比称为端弯矩之比称为由由由由A A端向端向端向端向B B端的传递系数,用端的传递系数,用端
8、的传递系数,用端的传递系数,用CABCAB表示表示表示表示(biosh),CAB=MBA/MAB(biosh),CAB=MBA/MAB 或或或或MBA=CABMABMBA=CABMAB 传递系数只与远端的约束有关。传递系数只与远端的约束有关。传递系数只与远端的约束有关。传递系数只与远端的约束有关。远端为固定远端为固定(gdng)支座:支座:C=1/2 远端为铰支座远端为铰支座(zh zu):远端为双滑动支座:远端为双滑动支座:远端为自由或轴向支杆:远端为自由或轴向支杆:C=0C=0C=-1MAB=0MBA=01一、一、一、一、力矩分配法的基本概念力矩分配法的基本概念力矩分配法的基本概念力矩分配
9、法的基本概念第4页/共28页第五页,共29页。0 00 0近端固定近端固定(gdng)(gdng)、远端自由或轴向支杆、远端自由或轴向支杆-1-1 i i近端固定近端固定(gdng)(gdng)、远端双滑动、远端双滑动0 03i3i近端固定近端固定(gdng)(gdng)、远端铰支、远端铰支1/21/24i4i近端固定、远端固定近端固定、远端固定传递系数传递系数C C转动刚度转动刚度S S约束条件约束条件等截面直杆转动刚度与传递系数表等截面直杆转动刚度与传递系数表一、一、一、一、力矩分配法的基本概念力矩分配法的基本概念力矩分配法的基本概念力矩分配法的基本概念第5页/共28页第六页,共29页。力
10、矩分配法得基本思路是:力矩分配法得基本思路是:力矩分配法得基本思路是:力矩分配法得基本思路是:把各杆都视为单跨超静定杆,于是节点上相连的各杆的把各杆都视为单跨超静定杆,于是节点上相连的各杆的把各杆都视为单跨超静定杆,于是节点上相连的各杆的把各杆都视为单跨超静定杆,于是节点上相连的各杆的固端弯矩将组成不平衡弯矩。将这不平衡弯矩按各个杆的刚固端弯矩将组成不平衡弯矩。将这不平衡弯矩按各个杆的刚固端弯矩将组成不平衡弯矩。将这不平衡弯矩按各个杆的刚固端弯矩将组成不平衡弯矩。将这不平衡弯矩按各个杆的刚度系数进行分配,同时还按各杆的传递系数传递到杆的另一度系数进行分配,同时还按各杆的传递系数传递到杆的另一度
11、系数进行分配,同时还按各杆的传递系数传递到杆的另一度系数进行分配,同时还按各杆的传递系数传递到杆的另一端。一次分配和传递后,若节点的弯矩仍不平衡,可继续进端。一次分配和传递后,若节点的弯矩仍不平衡,可继续进端。一次分配和传递后,若节点的弯矩仍不平衡,可继续进端。一次分配和传递后,若节点的弯矩仍不平衡,可继续进行不平衡弯矩的分配和传递,直到行不平衡弯矩的分配和传递,直到行不平衡弯矩的分配和传递,直到行不平衡弯矩的分配和传递,直到(zhdo)(zhdo)基本平衡为此。基本平衡为此。基本平衡为此。基本平衡为此。二、力矩二、力矩二、力矩二、力矩(l j)(l j)(l j)(l j)分配法的基本思路分
12、配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路第6页/共28页第七页,共29页。以下图示刚架来说明力矩分配法得基本原理。以下图示刚架来说明力矩分配法得基本原理。以下图示刚架来说明力矩分配法得基本原理。以下图示刚架来说明力矩分配法得基本原理。此刚架用位移法计算时,只有一个未知数即结点转角此刚架用位移法计算时,只有一个未知数即结点转角此刚架用位移法计算时,只有一个未知数即结点转角此刚架用位移法计算时,只有一个未知数即结点转角(zhunjio)(zhunjio)Z1Z1,其位移法方程为,其位移法方程为,其位移法方程为,其位移法方程为 r11Z1+R1F=0 r11Z1+R1F=0绘出绘出绘出绘出MF
13、MF即即即即M1M1图,可求得自由项为图,可求得自由项为图,可求得自由项为图,可求得自由项为 R1F=M12F+M13F+M14F=M1jF R1F=M12F+M13F+M14F=M1jFqF2134(a)M21FM14FM12FM41F2i124i123i13i14(b)MF图图(c)M1图图r11R1F二、力矩二、力矩二、力矩二、力矩(l j)(l j)(l j)(l j)分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路第7页/共28页第八页,共29页。R1F R1F是结点固定是结点固定是结点固定是结点固定(gdng)(gdng)时附加刚臂上的反力矩,它等于时附加刚臂上的反
14、力矩,它等于时附加刚臂上的反力矩,它等于时附加刚臂上的反力矩,它等于汇交于结点汇交于结点汇交于结点汇交于结点1 1的各杆端固端弯矩的代数和的各杆端固端弯矩的代数和的各杆端固端弯矩的代数和的各杆端固端弯矩的代数和 M1jF M1jF,亦即,亦即,亦即,亦即各固端弯矩所不能平衡的查额,故又称为结点上的不各固端弯矩所不能平衡的查额,故又称为结点上的不各固端弯矩所不能平衡的查额,故又称为结点上的不各固端弯矩所不能平衡的查额,故又称为结点上的不平衡力矩。平衡力矩。平衡力矩。平衡力矩。r11=4i12+3i13+i14=S12+S13+S14=S1j r11=4i12+3i13+i14=S12+S13+S
15、14=S1j式中式中式中式中S1j-S1j-汇交于结点汇交于结点汇交于结点汇交于结点1 1的各杆端转动刚度(劲度系的各杆端转动刚度(劲度系的各杆端转动刚度(劲度系的各杆端转动刚度(劲度系数的总和。数的总和。数的总和。数的总和。解典型方程得解典型方程得解典型方程得解典型方程得按叠加法按叠加法按叠加法按叠加法M=MF+M1Z1 M=MF+M1Z1 计算各杆端的最后弯矩。计算各杆端的最后弯矩。计算各杆端的最后弯矩。计算各杆端的最后弯矩。各杆汇交于结点各杆汇交于结点各杆汇交于结点各杆汇交于结点1 1的一端为近端,另一端为远端。的一端为近端,另一端为远端。的一端为近端,另一端为远端。的一端为近端,另一端
16、为远端。二、力矩二、力矩二、力矩二、力矩(l j)(l j)(l j)(l j)分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路第8页/共28页第九页,共29页。各近端弯矩为各近端弯矩为各近端弯矩为各近端弯矩为 以上各式右边以上各式右边以上各式右边以上各式右边(yu bian)(yu bian)第一项为荷载产生的弯矩,即固端弯矩;第二项为第一项为荷载产生的弯矩,即固端弯矩;第二项为第一项为荷载产生的弯矩,即固端弯矩;第二项为第一项为荷载产生的弯矩,即固端弯矩;第二项为结点转动结点转动结点转动结点转动Z1Z1角所产生的弯矩,这相当于把不平衡力矩反号后按转动刚度大小的角所产生的弯矩
17、,这相当于把不平衡力矩反号后按转动刚度大小的角所产生的弯矩,这相当于把不平衡力矩反号后按转动刚度大小的角所产生的弯矩,这相当于把不平衡力矩反号后按转动刚度大小的比例分给各近端,因此称为分配弯矩,而比例分给各近端,因此称为分配弯矩,而比例分给各近端,因此称为分配弯矩,而比例分给各近端,因此称为分配弯矩,而1212、13 13、14 14等称为分配系数。等称为分配系数。等称为分配系数。等称为分配系数。二、力矩二、力矩二、力矩二、力矩(l j)(l j)(l j)(l j)分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路第9页/共28页第十页,共29页。分配系数的计算公式为分配系数的
18、计算公式为分配系数的计算公式为分配系数的计算公式为显然,同一结点各杆的分配系数之和应等于显然,同一结点各杆的分配系数之和应等于显然,同一结点各杆的分配系数之和应等于显然,同一结点各杆的分配系数之和应等于(dngy)1(dngy)1(dngy)1(dngy)1,即,即,即,即ij=1ij=1ij=1ij=1。各远端弯矩为各远端弯矩为各远端弯矩为各远端弯矩为 以上各式右边第一项仍是固端弯矩,第二项是由结点转动以上各式右边第一项仍是固端弯矩,第二项是由结点转动以上各式右边第一项仍是固端弯矩,第二项是由结点转动以上各式右边第一项仍是固端弯矩,第二项是由结点转动Z1Z1Z1Z1角所产生的弯矩,角所产生的
19、弯矩,角所产生的弯矩,角所产生的弯矩,它好比是将各近端的分配弯矩以传递系数的比例传到各远端,故称为传递弯矩。它好比是将各近端的分配弯矩以传递系数的比例传到各远端,故称为传递弯矩。它好比是将各近端的分配弯矩以传递系数的比例传到各远端,故称为传递弯矩。它好比是将各近端的分配弯矩以传递系数的比例传到各远端,故称为传递弯矩。二、力矩二、力矩二、力矩二、力矩(l j)(l j)(l j)(l j)分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路分配法的基本思路第10页/共28页第十一页,共29页。力矩分配法的计算步骤如下:力矩分配法的计算步骤如下:1.确定分配结点;将各独立刚节点看作是锁定的确定分配结点
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