弯矩二次分配法计算器
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土木工程
工民建---弯矩二次分配法计
算
在计算竖向恒载和活载作用下框架结构弯矩时要多次使用弯矩二次分配法,此表为恒载作用输入每一层的各节点梁柱分配系数和各节点固端弯矩,即可自动计算生成所有其他数据,注据,否则公式被取消了就无法得出正确结果!!!!(计算的各节点最终弯矩代数和均为0,
图5-29 恒载作用下的
次分配法计算器
配法,此表为恒载作用下12轴线框架的计算过程,如果大家也是三跨的梁可以参用这个计算器,自动计算生成所有其他数据,注意千万不要改动了表上除各节点梁柱分配系数和各节点固端弯矩以外的数的各节点最终弯矩代数和均为0,有的为0.01的是因为四舍五入造成的)
作用下的框架弯矩内力二次分配图
-31.84 -11.39 -0.77
-22.77 -11.39 6.51
-22.77 -11.39 4.77
-22.77 -11.39 4.77
-22.77 -11.39 4.77
-22.77
-12.36
5.14
-19.58
0.08以参用这个计算器,点固端弯矩以外的数。
弯矩二次分配法的计算要点
弯矩二次分配法是结构力学中常用的一种计算方法,可以用于求解梁的内力和位移等问题。
其计算要点如下:
1. 确定支座反力:首先需要确定梁的支座反力,可以通过平衡方程或其他方法求解。
2. 计算一次弯矩图:根据梁的受力情况,可以得到一次弯矩图,即在每个截面上的弯矩大小。
这一步需要根据梁的荷载和支座反力进行计算。
3. 计算刚度系数:在二次分配法中,需要计算梁在各个截面的刚度系数,即EI/L,其中E为弹性模量,I为截面惯性矩,L为梁的长度。
这一步需要对梁的截面尺寸进行测量,计算出截面惯性矩,并根据梁材料的弹性模量进行计算。
4. 计算二次弯矩图:根据一次弯矩图和刚度系数,可以计算出二次弯矩图,即在每个截面上的弯矩增量。
这一步需要进行一定的数学计算,可以使用数值方法或手工计算。
5. 计算内力和位移:最后,根据二次弯矩图和支座反力,可以计算出梁的内力和位移等参数,从而获得梁的受力情况。
需要注意的是,弯矩二次分配法的计算比较复杂,需要对结构力学和数学方法有一定的了解才能进行正确的计算。
同时,由于梁的受力情况可能比较复杂,有时需要进行逐段计算才能获得准确的结果。
弯矩二次分配法excel弯矩二次分配法(Moment Distribution Method)是一种用于计算连续梁和框架结构内力的方法。
它的原理是通过数值迭代的方式来逐步分配弯矩,直到收敛为止。
这种方法在工程实践中广泛应用,其计算结果精确可靠。
弯矩二次分配法的基本步骤如下:1. 绘制结构的荷载图和剪力图首先,根据结构的几何形状和荷载情况,绘制出整个结构的荷载图和剪力图。
这些图用于确定结构中各个节点的边界条件和外力作用点。
2. 划分初始刚度矩阵将结构按照其自由度进行划分,建立初始的刚度矩阵。
每个节点的自由度包括水平位移和转角,而每个单元的自由度包括剪力和弯矩。
刚度矩阵记录了结构中各个单元之间的刚度关系。
3. 进行弯矩分配根据结构的初始刚度矩阵以及节点的边界条件,通过弯矩分配的方法来逐步计算每个单元的剪力和弯矩。
首先,将全局外力施加到结构上,然后根据初始刚度矩阵和外力计算出每个单元的初始剪力和弯矩。
接下来,按照一定的迭代顺序,将每个单元的剪力和弯矩按照一定的比例分配给相邻的单元,然后更新刚度矩阵。
直到满足一定的收敛条件,即剪力和弯矩的分配趋于稳定,这个过程称为弯矩分配。
4. 计算节点位移在进行了弯矩分配之后,根据节点边界条件和每个单元的位移,可以计算出每个节点的位移。
这里使用弯矩二次分配法的一个重要假设,即梁在弯曲作用下可以看作刚性倍增杆,因此弯曲刚度与柔度成反比。
5. 更新刚度矩阵根据已知的节点位移和单元位移,可以更新刚度矩阵。
通过多次迭代计算,直到满足一定的收敛条件。
6. 计算内力最后,在完成弯矩分配和节点位移计算之后,根据梁的基本原理和弯矩分配法的结果,可以得到结构中各个节点和单元的内力。
以上是弯矩二次分配法的基本步骤,通过这种方法可以计算得到结构中各个节点和单元的内力分布。
这种方法在实际工程中广泛应用,尤其是对于复杂结构的计算分析非常有用。
在Excel中,可以通过建立相应的计算模型和公式来实现弯矩二次分配法的计算。
1轴线框架在恒载作用下的弯矩2次分配法计算表
(表A)1轴线框架梁柱线刚度、固端弯矩总表
使用方法:只需在该EXCEL A表格中输入相应的梁柱线刚度系数和固端弯矩即可计算结果EXCEL自动给出
尤其对高层演算效率突出!有计算过程和准确的结果对于更高的楼层只需在本电子表格基础上简单的复制粘贴再将复制的上下柱传递函数改一下即可!也可在此基础上再加几道函数程序对每个结点进行反复循环的分配和传递。
注:本表采用弯矩二次分配法计算,对框架弯矩进行整体分配和传递,底层与各层的柱的线刚度均不乘以0.9,传递系数均取1/2。
本表对力矩分配、传递的过程作了如下改进:(1)将由结点不平衡力矩较大的结点开始计算,改为按结点顺序进行;(2)将由各结点逐一分配、传递,改为所有结点同时放松,进行分配力矩(只与结点各杆近端有关),再将所有结点同时固定,进行力矩传递(只与各杆远端有关),并计算各结点新的不平衡力矩。
每个结点都进行2次分配和1次传递。
(表B)弯矩2次分配与传递表
4层。
二、弯矩二次分配法对六层以下无侧移的框架,此法较为方便。
基本假定:①框架梁、柱正交;②框架梁连续且贯通整个楼层;③不考虑轴向变形;④框架侧移忽略不计。
二、弯矩二次分配法⑤弯矩分配法(分层法)由于要考虑任一节点的不平衡弯矩对框架结构所有杆件的影响,计算比较复杂。
根据在分层法中的计算可知,多层框架某节点的不平衡弯矩仅对与其相邻的节点影响较大,对其他节点的影响较小,因而可将弯矩分配法简化为各节点的弯矩二次分配和对与其相交杆件远端的弯矩一次传递,此即为弯矩二次分配法。
二、弯矩二次分配法对六层以下无侧移的框架,此法较为方便。
具体计算步骤:(1)计算框架各杆的线刚度及分配系数。
(2)计算框架各层梁端在竖向荷载作用下的固端弯矩。
(3)计算框架各节点处的不平衡弯矩,并将每一节点处的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传递,传递系数为1/2。
(4)进行两次分配后结束(仅传递一次,但分配两次)(5)将各杆端的固端弯矩、第一次分配弯矩、传递弯矩及第二次分配弯矩叠加求出杆端最终弯矩。
弯矩二次分配法【例题】某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构。
梁的截面尺寸为250mm×600mm,混凝土采用C20;柱的截面尺寸为450mm×450mm,混凝土采用C30。
现浇梁、柱,结构剖面图及计算简图见下图,试用弯矩二次分配法绘该框架的弯矩图。
【解】(1)计算梁、柱转动刚度因为框架结构对称、荷载对称,故可取如下图(b)所示半边结构计算。
①梁的线刚度其他层柱:梁、柱转动刚度及相对转动刚度见表3.3。
(2)计算分配系数:分配系数按下式计算:(4)弯矩分配与传递弯矩分配与传递如图所示。
首先将各节点的分配系数填在相应方框内,将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上,然后将节点放松,把各节点不平衡弯矩“同时”进行分配。
假定:远端固定进行传递(不向滑动端传递);右(左)梁分配弯矩向左(右)梁传递;上(下)柱分配弯矩向下(上)柱传递(传递系数均为1/2);第一次分配弯矩传递后,再进行第二次弯矩分配,然后不再传递。
上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数00.7210.2790.27200.7040.0240.024固端弯矩0-113113-0.080.08一次分配081.531.5-30.70-79.5-2.7 2.7传递032.7-15.3515.75-32.2 1.35-1.35再分配0-12.5-4.84 4.1010.60.36-0.36结果0101.7-101.69102.150-101.1-1.071.07上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数0.4190.4190.1620.1590.4130.4130.0140.014节点A3B3四层节点A4B4固端弯矩-156.08156.08-0.080.08一次分配65.465.425.2-24.8-64.4-64.4-2.2 2.2传递40.7532.7-12.412.6-39.75-32.2 1.1-1.1再分配-25.6-25.6-9.99.324.0624.060.82-0.82结果80.5572.5-153.18153.18-80.09-72.54-0.360.36上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数0.4190.4190.1620.1590.4130.4130.0140.014固端弯矩-156.08156.08-0.080.08一次分配65.465.425.2-24.8-64.4-64.4-2.2 2.2传递32.735.8-12.412.6-32.2-27.9 1.1-1.1再分配-20.4-20.4-7.97.419.219.20.6-0.6结果77.780.8-151.18151.28-77.4-73.1-0.580.58上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数0.4590.3630.1770.1750.4520.3580.0160.016固端弯矩-156.08156.08-0.080.08一次分配71.656.727.6-27.3-70.5-55.8-2.5 2.5传递32.7-13.6513.8-32.2 1.25-1.25再分配-8.7-6.9-3.437.8 6.10.28-0.28结果95.649.8-145.53145.58-94.9-49.7-1.051.05恒载作用下弯矩二次分二层节点A2B2一层节点A1B1三层四层弯矩产生剪力-0.068-0.06800-0.068-0.068-50.60荷载产生剪力77.58-77.580.23-0.2377.58-77.58总剪力77.512-77.6480.23-0.2377.512-77.648-50.60三层弯矩产生剪力000000-41.7-50.6荷载产生剪力103.8-103.80.23-0.23103.8-103.8总剪力103.8-103.80.23-0.23103.8-103.8-41.7-50.6二层弯矩产生剪力-0.015-0.01500-0.015-0.015-46.9-41.7荷载产生剪力103.8-103.80.23-0.23103.8-103.8总剪力103.785-103.8150.23-0.23103.785-103.815-46.9-41.7一层弯矩产生剪力000000-16.4-46.9荷载产生剪力103.8-103.80.23-0.23103.8-103.8总剪力103.8-103.80.23-0.23103.8-103.8-16.4-46.9梁柱节点A右Bi左Bi右Ci左Ci右Di左Ai下Ai上上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数00.7210.2790.27200.7040.0240.024固端弯矩0-42.642.6一次分配030.711.9-11.60-30-1.02 1.02传递08.9-5.8 5.95-8.80.51-0.51再分配0-2.2-0.860.640 1.650.056-0.056结果037.4-37.3637.590-37.15-0.4540.454上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数0.4190.4190.1620.1590.4130.4130.0140.014固端弯矩-42.642.6一次分配17.817.8 6.9-6.77-17.6-17.6-0.60.6传递15.358.9-3.4 3.45-15-8.80.3-0.3再分配-8.74-8.74-3.4 3.28.38.30.28-0.28结果24.4117.96-42.542.48-24.3-18.1-0.020.02上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁分配系数0.4190.4190.1620.1590.4130.4130.0140.014固端弯矩-42.642.6一次分配17.817.8 6.9-6.77-17.6-17.6-0.60.6传递8.99.8-3.4 3.45-8.8-9.650.3-0.3再分配-6.4-6.4-2.48 2.34 6.07 6.070.21-0.21结果20.321.2-41.5841.62-20.33-21.18-0.090.09上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁二层节点节点A1B1A2B2四层节点A4B4三层节点A3B3分配系数0.4590.3630.1770.1750.4520.3580.0160.016固端弯矩-42.642.6一次分配19.615.57.54-7.46-19.3-15.3-0.680.68传递8.9-3.73 3.77-8.80.34-0.34再分配-2.37-1.88-0.920.82 2.12 1.680.075-0.075一层结果26.1313.62-39.7139.73-25.98-13.62-0.2650.265活载作用下弯矩二次分上柱下柱右梁左梁下柱上柱00.7040.2720.2790.72100-1131130079.530.7-31.5-81.5032.2-15.7515.35-32.70-10.6-4.1 4.8412.50101.1-102.15101.69-101.70上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.4130.4130.1590.1620.4190.419D4D3C3C4-156.08156.0864.464.424.8-25.2-65.4-65.4 39.7532.2-12.612.4-32.7-40.75 -24.06-24.06-9.39.925.625.680.0972.54-153.18153.18-72.5-80.55上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.4130.4130.1590.1620.4190.419-156.08156.0864.464.424.8-25.2-65.4-65.432.227.9-12.612.4-28.35-35.8-19.2-19.2-7.47.920.420.477.473.1-151.28151.18-73.35-80.8上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.4520.3580.1750.1770.3630.459-156.08156.0870.555.827.3-27.6-56.7-71.632.2-13.813.65-32.7-7.8-6.1-3 3.4 6.98.794.949.7-145.58145.53-49.8-95.6下弯矩二次分配C2 C1D2 D150.5-50.550.650.50-50.5050.6041.750.5-41.7-50.541.750.641.750.5-41.7-50.541.750.646.741.7-46.7-41.746.941.746.741.7-46.7-41.746.941.716.446.7-16.4-46.716.446.916.446.7-16.4-46.716.446.9Ci 下Ci 上Di 下Di 上Bi 下Bi 上C4D4上柱下柱右梁左梁下柱上柱00.7040.2720.2790.72100-42.642.6003011.6-11.9-30.708.8-5.95 5.8-8.90-1.65-0.640.86 2.2037.15-37.5937.36-37.40C3D3上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.4130.4130.1590.1620.4190.419-42.642.617.617.6 6.77-6.9-17.8-17.8 158.8-3.45 3.4-8.9-15.35 -8.3-8.3-3.2 3.48.748.7424.318.1-42.4842.5-17.96-24.41C2D2上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.4130.4130.1590.1620.4190.419-42.642.617.617.6 6.77-6.9-17.8-17.8 8.89.65-3.45 3.4-9.8-8.9 -6.07-6.07-2.34 2.48 6.4 6.4 20.3321.18-41.6241.58-21.2-20.3C1D1上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.4520.3580.1750.1770.3630.459-42.642.619.315.37.46-7.54-15.5-19.68.8-3.77 3.73-8.9-2.12-1.68-0.820.92 1.88 2.3725.9813.62-39.7339.71-13.62-26.13下弯矩二次分配。