【兩小時(shí)學(xué)完結(jié)構(gòu)力學(xué)】8 力矩分配法
學(xué)習(xí)完位移法的內(nèi)容并且背下形常數(shù)和載常數(shù)之后,力矩分配法就顯得十分簡(jiǎn)單了。期末考察時(shí)這里也許會(huì)是一個(gè)考點(diǎn),所以力矩分配法作為一個(gè)簡(jiǎn)單的補(bǔ)充內(nèi)容來(lái)講,本節(jié)包括力矩分配法的計(jì)算、繪制彎矩圖等幾個(gè)方面快速講解這一內(nèi)容。

力矩分配法一共有這樣幾個(gè)步驟:
1、給各段添加剛臂,查表得桿端彎矩和固端彎矩,設(shè)置線剛度
2、計(jì)算分配系數(shù)傳遞系數(shù)
3、用力矩分配法得出桿端最后彎矩

還是一道題講如何套模板完成,這一次就不從最簡(jiǎn)單的題目來(lái)看了,換一道中等難度的題目,大家可以看得更直觀。

1、添加剛臂,查表得桿端彎矩和固端彎矩
給連接處添加剛臂使結(jié)構(gòu)分為獨(dú)立的區(qū)段,設(shè)置線剛度
例如,AB段設(shè)為EI/6=i,
那么BC段和CD段就分別設(shè)為EI/10=3/5i和EI/8=3/4i
根據(jù)查表得到桿端彎矩
MBA=3i,
MBC=4i,
MCB=4i,
MCD=4i
2、計(jì)算分配系數(shù)和傳遞系數(shù)
將線剛度和桿端彎矩的關(guān)系進(jìn)行分配,可以得到勁度系數(shù)SBA、SBC、SCB、SCD
計(jì)算分配系數(shù),用所求端的勁度系數(shù)除以該點(diǎn)的勁度系數(shù)總和
由μBA=SBA/(SBA+SBC)得出
μBA=5/9
μBC=4/9?
μCB=4/9
μCD=5/9

計(jì)算傳遞系數(shù),用該段的遠(yuǎn)端彎矩除以近端彎矩
CBA=MAB/MBA=0,
得出AB、BC、CD的傳遞系數(shù)為0、1/2、1/2
3、查表得到固端彎矩,繪制力矩分配圖,分配時(shí)從較大的固端彎矩入手,乘以分配系數(shù)往下繼續(xù)分配,最后一步停在分配過(guò)程中,即分配完了停止,不再傳遞

求得最終的桿端彎矩,根據(jù)桿端彎矩繪制彎矩圖(注意,桿端彎矩的正負(fù)是以順時(shí)針為正判斷,并非最終的正負(fù)結(jié)果),且固端彎矩施加的變化要反應(yīng)在彎矩圖中(不影響最終桿端彎矩的結(jié)果)

其實(shí)力矩分配法總結(jié)下來(lái)無(wú)非以下幾個(gè)步驟
1、給各段添加剛臂,查表得桿端彎矩和固端彎矩,設(shè)置線剛度
2、計(jì)算分配系數(shù)傳遞系數(shù)
3、用力矩分配法得出桿端最后彎矩
其中,要注意的是
1、力矩分配法只適用于多跨連續(xù)梁
2、在計(jì)算力矩分配圖時(shí)先從絕對(duì)值大的節(jié)點(diǎn)處開(kāi)始傳遞收斂速度會(huì)較快,計(jì)算起來(lái)更方便
3、結(jié)點(diǎn)不平衡力矩要變號(hào)分配
4、最后一步停在分配過(guò)程,即分配完了停止,不再傳遞
常見(jiàn)問(wèn)題的解答
題目中最后分配到0.31和0.24后為什么不繼續(xù)分配?
這是因?yàn)?.31和0.24對(duì)于原來(lái)的力矩來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠小,當(dāng)然,如果繼續(xù)算下去更加精確也是可以的。
關(guān)于桿端彎矩和固端彎矩查表的內(nèi)容?
一般書中在位移法的章節(jié)或附錄部分會(huì)有查表內(nèi)容,需要將常見(jiàn)的形常數(shù)和載常數(shù)背下來(lái)。本節(jié)中用到的常見(jiàn)傳遞系數(shù)如下圖
