理论教育 单节点力矩分配运算方法

单节点力矩分配运算方法

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:力矩分配的概念就是将节点上作用的力矩,按节点连接的各杆杆端转动刚度所占比例,即分配系数分配到各杆杆端。但是一般结构作用的杆上荷载,均非节点力矩,需要分解为约束-放松两种情况,然后再叠加的方法,转化为力矩分配问题。约束力矩规定以顺时针转向为正。将第1步中各杆端的固端弯矩分别和第2步中各杆端的分配弯矩或传递弯矩叠加,得各杆端的实际变形和受力状态。这就是力矩分配法的基本运算。

单节点力矩分配运算方法

力矩分配的概念就是将节点上作用的力矩,按节点连接的各杆杆端转动刚度所占比例,即分配系数分配到各杆杆端。但是一般结构作用的杆上荷载,均非节点力矩,需要分解为约束-放松两种情况,然后再叠加的方法,转化为力矩分配问题。

以图7.2.2所示的两跨连续梁为例,说明下述计算步骤,即“先锁后松再叠加”。

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图 7.2.2

1.“先锁”——固定节点,求约束力矩

先在本来能发生转角位移的节点B(图7.2.2a)假想施加一能阻止其转动的附加刚臂“978-7-111-46312-2-Part02-249.jpg”,把连续梁分解为B端为固定端的两根单跨梁,然后将荷载加上去,如图7.2.2b所示。算出汇交于B节点各杆端的固端弯矩后,利用力矩平衡条件,求出汇交于节点B各杆件的固端弯矩之和即为附加刚臂给予节点的约束力矩(也称不平衡力矩)MB,如图7.2.2d所示,即MB=MFBC+MFBA。约束力矩规定以顺时针转向为正。(www.daowen.com)

2.“后松”——放松节点,求分配弯矩和传递弯矩

实际结构节点B处并没有附加刚臂,也不存在约束力矩,为了使B点恢复到原来的状态(图7.2.2a),即让节点B出现转角φB,约束力矩应由MB回复到零,就相当于在节点B加一个与它反向的力矩—MB(注意反向力矩荷载M也以顺时针为正),如图7.2.2c所示,在力矩—MB作用下,节点B处各杆近端有分配弯矩MμBAMμBC;同时在远端A处有传递弯矩MCAB。杆端弯矩以顺时针为正,反之为负。

3.“叠加”——叠加得到实际杆端弯矩

结构的实际受力状态,为以上两种情况的叠加。将第1步中各杆端的固端弯矩分别和第2步中各杆端的分配弯矩或传递弯矩叠加(即把图7.2.2b、c两种情况叠加),得各杆端的实际变形和受力状态。例如MBA=MFBA+MμBA等。

这就是力矩分配法的基本运算。

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