1、1第十四章 力矩分配法力矩分配法概述理论基础:位移法 计算对象:杆端弯矩计算方法:增量调整修正的方法 适用范围:连续梁和无侧移刚架正负号规定 、杆端转角规定顺时针为正; 、杆端弯矩、固端弯矩规定对杆件顺时针转动 为正;相应地对结点逆时针转动为正。14.1 力矩分配法的基本思想14.2 力矩分配法的基本概念 转动刚度 S:表示杆端对转动的抵抗能力。表示为:使 AB 杆件的 A 杆端发生单位转角时在 A 端所需施加的力矩,记作 S AB对等直杆,由形常数可知 S AB 只与 B 端(远端)的支撑条件有关。 习惯上将发生转动的杆端称为“近端” ,而杆件的另一端称为“远端” 当远端是不同支承时,等截面
2、杆的转动刚度(固 4 铰 3 滑 1 悬 0)分配系数 :结构交汇于 A 结点,则某杆该端的转动刚度与结点转动刚度总和的比值称为该杆 A 端结点的分配系数。 例如交汇于 A 结点的 n 杆中第 i 杆 A 结点的分配系数为 显然, A结点各杆的分配系数总和恒等于 1。传递系数 C:三类位移法基本杆件 AB,当仅其一端产生转角位移时,远端的杆端弯矩和近端的杆端弯矩的比值,称为该杆的传递系数,记作 C AB 分 配 力 矩:将 A 结点的不平衡力矩改变符号,乘以交汇于该点各杆的分配系数,得到的杆端弯矩称为各杆端在该点的分配力矩。 2不平衡力矩:结构无结点转角位移时,交汇于 A 结点各杆固端弯矩的代
3、数和,称为A 结点的不平衡力矩。可由位移法三类杆件的载常数求得。传 递 力 矩:将 A 结点的分配力矩乘以传递系数,所得到的杆端弯矩称为该点远端的传递力矩(传递弯矩) 。 最终杆端弯矩:杆端固端弯矩、全部分配弯矩和传递弯矩的代数和即为该杆端的最终杆端弯矩。力矩分配法的基本原理多结点(位移) 分配 首先将全部结点锁定,然后从不平衡力矩最大的一结点开始,在锁定其他结点条件下放松该结点使其达到“平衡”(包括分配和传递)。接着重新锁定该结点,放松不平衡力矩次大的结点,如此一轮一轮逐点放松,直至不平衡力矩小到可忽略。最后累加固端、分配和传递得结果。 因为分配系数小于 1,传递系数也小于 1(因为定向支座处不分配),因此一轮分配、传递后,新的不平衡力矩一定比原来的小,理论上经过无限次分配、传递结构一定达到平衡,也即可以获得问题的精确解。实际应用时,一般只进行二、三轮的分配和传递(考试只进行二轮即可)。 分配和传递可从任意一点开始,前述从不平衡力矩最大点开始,经验证明这样可加速收敛。 14.3 力矩分配法的应用举例34力矩分配法解题步骤 1、确定各结点处杆端力矩的分配系数、传递系数。 2、计算个杆端的固端弯矩。 3、逐次循环放松各结点,以使结点弯矩平衡,直至结点上的传递弯矩小到可以略去不计为止。 4、将各杆端的固端弯矩与历次分配弯矩、传递弯矩相加,即得各杆端的最 后弯矩。5