当前位置：文档之家 › 弯矩二次分配法.ppt

弯矩二次分配法.ppt

  • 格式：ppt
  • 大小：1.83 MB
  • 文档页数：5

下载文档原格式

  / 5

合集下载

建筑力学弯矩分配法

建筑力学弯矩分配法

M M1143
3i131 S131 i141 S141
(a)
M15 4i151 S151
②由结点1的平衡条件:
M1 0
即:
MM12M13M14M150
M12
M(S12S13S14S15)1
得:
1
M S12S13S14S15
(b)
M M13
1
M14
1
M15
得:
M
12
S 12 M S
12 M
200.9 120
B
0.5 0.5 +250.0 -187.5
+32.0 -47.3 -47.3 +4.8 -2.4 -2.4 +0.3 -0.2 -0.2
+237.4 -237.4 237.4
375
300
C
+112.5 -23.7 -1.2
+87.6 87.6
D
M图(kn.m)
§14—3 用力矩分配法计算无侧移刚架
89.83
2042
40kn.m
850.7443.88
C CA
144
B
A
40 D
6.86
固端弯矩 -86.4 +57.6 0.0 -40.0 0.0 0.0
分配传递 -3.43 -6.86 -6.86 -3.83
-3.43
M图(kn.m)
0. 最后弯矩 -89.83 +50.7 -6.86 -43.88 0.0 -3.43
B
Mf BC
MB=
Mf BA
+MBf C
(c)
M’=－MB
A
B C

恒载作用下弯矩二次分配法

恒载作用下弯矩二次分配法

土木0 6 1 2 1 1 2 0 4 3许志刚---弯矩二次分
配
弯
矩
二
分
配
法
计
算
器
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，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
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，有的为0.01的是因为四舍五入造成的）
图5－29 恒载作用下的框架弯矩内力二次分配图。

结构力学弯矩图

结构力学弯矩图

结构⼒学弯矩图画弯矩图的基本理论1.1 指定截⾯上的弯矩计算弯矩等于截⾯⼀侧所有外⼒对截⾯形⼼⼒矩的代数和，画在受拉⼀侧。

1.2 荷载、剪⼒、弯矩三者之间的微分关系即：当荷载为常数时，剪⼒图为斜直线，弯矩图为⼆次曲线；当荷载为零时，剪⼒图为平⾏线或为零线，弯矩图为斜直线或为平⾏线、零线。

1.3 区段叠加法区段叠加法是以⼀段梁的平衡为依据，⽐拟相应跨度简⽀梁的计算⽽得到的⽅法：以⼀段梁的两端弯矩值的连线为基线，叠加该段相应简⽀梁的弯矩图。

1.4 刚结点处⼒矩的分配与杆端弯矩的传递利⽤⼒矩分配法中的结点分配和传递的原理，计算出结点的分配系数，将结点的不平衡⼒矩快速分配和传递给其他杆的近端及远端。

1.5 剪⼒分配法的应⽤对于在结点⽔平荷载作⽤下的排架（横梁EA为⽆穷⼤）、框架及框排架结构（横梁EI为⽆穷⼤），可以根据各个柱⼦的侧移刚度，计算出剪⼒分配系数，得到各柱的剪⼒。

在弯矩为零处作⽤该柱的剪⼒，按悬臂柱即可计算其柱端弯矩。

速画弯矩图的基本技巧2.1 单跨静定梁和超静定梁的弯矩图熟练掌握单跨静定梁在简单荷载作⽤下的弯矩图，单跨超静定梁的载常数和形常数。

2.2 集中⼒及约束处弯矩图的特征集中⼒处的弯矩图有尖⾓，尖⾓的⽅向同荷载的指向；集中⼒偶处的弯矩图有突变，突变的幅值等于⼒偶的⼤⼩，突变的变化与⼒偶的效应对应。

例如：对于⽔平杆，弯矩图若从左向右绘制，遇到顺时针转向的⼒偶，有增加右段杆下侧受拉的效应，因此弯矩图形向下突变。

固定端处的弯矩⼀般不为零；⾃由杆端、杆端铰⽀座及铰结点处，若⽆外⼒偶作⽤，该处的弯矩恒等于零；当直线段的中间铰上⽆集中⼒作⽤时，由于中间铰两侧的剪⼒相同，因此，中间铰两侧杆的弯矩图形连续，并且经过中间铰（铰结点处的弯矩恒等零）；当直线段的滑动约束上⽆集中⼒作⽤时，由于滑动约束两侧的剪⼒为零，因此，滑动约束两侧杆的弯矩图形为⼀平⾏线；在两杆相连的刚结点处，两杆的杆端弯矩⼤⼩相同、同侧（⾥侧或外侧）受拉；在三杆相连的刚结点处，当已知两杆的杆端弯矩时，另外⼀杆的弯矩值可按结点的⼒矩平衡求得。

《弯矩二次分配法》课件

《弯矩二次分配法》课件

确定结构模型： 选择合适的结 构模型，如梁、
板、柱等
计算内力：根 据结构模型和 受力情况，计 算内力，如弯
矩、剪力等
确定分配系数： 根据结构模型 和内力分布情 况，确定分配
系数
计算分配弯矩： 根据分配系数 和内力，计算
分配弯矩
绘制分配弯矩 图：将分配弯 矩绘制成图， 以便于分析和
设计
桥梁结构分析：利用弯矩二次分配法进行桥梁结构分析，提高计算精度
加强与建筑设 计院的合作， 推广弯矩二次 分配法在建筑 设计中的应用
开展弯矩二次 分配法在桥梁、 隧道等大型结 构工程中的应
用研究
推广弯矩二次 分配法在抗震 设计中的应用， 提高建筑物的
抗震性能
加强与高校、科 研机构的合作， 培养更多的弯矩 二次分配法专业 人才，提高市场
占有率
加强理论研究： 深入研究弯矩二 次分配法的原理 和应用，提高理 论水平
桥梁设计优化：利用弯矩二次分配法进行桥梁设计优化，提高桥梁承载能力和安全性
桥梁施工监控：利用弯矩二次分配法进行桥梁施工监控，确保施工质量和安全
桥梁健康监测：利用弯矩二次分配法进行桥梁健康监测，及时发现和修复桥梁缺陷，延 长桥梁使用寿命
结构设计：用 于计算结构构 件的弯矩和剪
力
抗震设计：用 于评估结构在 地震作用下的
进行传递
确定结构类型：确定结构 是静定结构还是超静定结 构
计算各杆件的内力：根据 结构类型，计算各杆件的 内力
确定各杆件的杆端弯矩： 根据内力，计算各杆件的 杆端弯矩
计算各杆件的杆端弯矩： 根据内力，计算各杆件的 杆端弯矩
计算各杆件的杆端弯矩： 根据内力，计算各杆件的 杆端弯矩
计算各杆件的杆端弯矩： 根据内力，计算各杆件的 杆端弯矩

《弯矩二次分配法》课件

《弯矩二次分配法》课件
设计提供了有力支持。
02 弯矩二次分配法的基本原 理
弯矩与应力的关系
弯矩是使梁产生弯曲变形的力 矩，与梁的截面和跨度等因素 有关。
应力是由于弯矩引起的梁截面 上的正应力和剪应力，与弯矩 的大小和梁的材料属性有关。
弯矩与应力的关系可以通过材 料力学中的弯曲正应力公式和 剪切应力公式来描述。
弯矩二次分配法的计算步骤
03 弯矩二次分配法的实现过 程
建立模型
确定结构形式和支承条件
确定单元类型和节点
根据实际工程情况，确定结构的跨度 、高度、材料等参数，分为若干个 单元，确定节点位置和数量。
建立计算简图
根据结构形式和支承条件，建立计算 简图，简化实际结构，便于计算分析 。
内存占用减少
优化算法以降低内存占用 ，使其在处理大规模问题 时更加高效。
精度控制
引入误差控制机制，确保 计算结果在可接受的精度 范围内。
应用范围拓展
多跨连续梁
将弯矩二次分配法应用于多跨连 续梁，解决复杂结构的内力分析
问题。
考虑剪切变形
在方法中考虑剪切变形的影响， 以更精确地模拟实际结构的受力
情况。
06 结论与展望
弯矩二次分配法的总结
弯矩二次分配法是一种有效的结构分 析方法，适用于求解连续梁和刚架结 构的弯矩分布情况。
弯矩二次分配法在工程实践中得到了 广泛应用，为结构设计提供了重要的 依据和支持。
该方法基于结构力学的基本原理，通 过迭代计算，对结构的弯矩进行二次 分配，得到更为精确的结果。
优化改进
根据对比分析结果，对计算方法进 行优化改进，提高计算精度和可靠 性。
04 弯矩二次分配法的应用实 例
桥梁工程中的应用
总结词

第9章弯矩分配法

第9章弯矩分配法
✓ 转动刚度：AB杆件A端（又称近端）发生单位转角时，A端产生的弯矩值，称为AB杆A端的转动刚度， 记为 S AB 。
• 转动刚度不仅与杆件的弯曲线刚度 i EI l 有关，而且与杆件另一端（又称远端）的支承条件有关。 • 远端为固定支座：SAB 4i • 远端为铰支座： SAB 3i • 远端为定向滑动支座： SAB i
⑴AD杆件的处理：
（M图略）
DM端AgD的链?杆只SA产D 生 轴? 力，故
M
g AD
20kN 2m
40kNm,
SAD 0 。
⑵AC杆件的处理：
CS端AC既无?线C位C移A 又?无角位移，相当于固定端，故
S AC
4iAC
4 5EI 5
4
EI,
1 CCA 2
。
2020/5/17
弯矩分配法
弯矩分配法的分配单元数量与位移法的基本未知量数量是统一的。 理论上讲，弯矩分配法即适用于超静定结构，也适用于静定结构， 但具体应用中，如结构含有内力静定部分，应尽可能先简化结构， 以减少计算工作量。
⑵B结点的集中外力矩如何处理？
B点增加附加刚臂后，刚臂上的约束力矩，即结点不平衡力矩为
M
u B
41
M
A 1 i
A SAB 4i
M BA 2i B
A 1 i
A SAB 3i
M BA 0 B
A 1 i
A SAB i
M BA i B
2020/5/17
弯矩分配法
▪ 放松状态内力分析
✓ 传递系数：AB杆件仅A端发生转角时，B端弯矩与A端弯矩之比，称为从A到B的弯矩传递系数，记为 CAB 。
• 弯矩分配法中，结点转动在远端产生的弯矩可通过近端弯矩乘以传递系数得到。

弯矩二次分配法.doc

Excel在框架弯矩二次分配法中的应用ＰＫＰＭ只有计算结果没有计算过程但毕业设计需要有计算过程本人对弯矩二次分配法比较熟练毕业设计中反复用到１个下午就只能算一榀框架的恒荷载的弯矩２次分配如此繁琐的体力活应该可以交给电脑,我们不应该沦为计算的奴隶此文献给做毕业设计的土木人！土木人网在工程界弯矩二次分配法物理概念明确且易于掌握,是设计人员进行手算复核时的常用方法。

对于土木人来讲,由于在进行混凝土结构课程设计和毕业设计时须手算框架在竖向荷载作用下的弯矩,且要求有计算过程,这就意味着要反复利用弯矩二次分配法。

经过分析弯矩二次分配法的基本原理,同时充分利用Excel软件[3,4]中的公式编辑功能,编制了用于竖向荷载作用下框架结构弯矩分配的Excel模板。

该模板不仅能提高计算结果的准确性和计算速度,而且能够弥补结构计算软件只有结果而无过程的不足之处,可当作计算工具使用,避免了繁琐的反复手算过程。

用于不同节点的弯矩分配时,只需根据实际情况改动部分单元格中的数据,就可以准确快速地得到其弯矩分配的具体过程及计算结果,非常实用。

为方便大家使用,下面介绍在Excel界面所建立的通用模板,将表格中的表达式编辑到Excel中,即可进行杆端不平衡弯矩的分配。

表1计算节点2计算原理在进行弯矩分配时,为了简化计算,通常假定某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响,而对其余杆件的影响忽略不计。

计算时,先将各节点不平衡弯矩进行第一次分配,并向远端传递（传递系数均取1/2）,再将因传递弯矩而产生新的不平衡弯矩进行二次分配。

进行图1所示的框架[5]弯矩分配时,在Excel界面的A1%Q17区域中依次相应输入表1%表5中的相关数据符号信息。

其中!为分配系数；!"为固端弯矩；!!"为分配弯矩,公式编辑过程中已取各杆件的传递系数为1/2,固端弯矩以对节点而言逆时针方向为正,顺时针方向为负。

在使用该工具时,表格中已输入公式的部分不需作任何改动,运算一次能得到一个节点的弯矩二次分配过程及结果,对于不同节点只需调整空白所代表的部分数据即可自动得到相应的正确结果。

弯矩二次分配法


-1.85
2.47
0.4
-0.42
0.35
0.09
-0.06 -2.33
0.07 2.89
2.87
-2.87
2.2
上柱 0.364 6.06
下柱 0.364 6.06
右梁 0.272 -16.66 4.53 -1.81 0.49 -0.27 0.07
左梁 0.215 16.66 2.27 -3.63 0.25 -0.55 0.04 -0.05 14.98
上柱
下柱 0.573 33.3
右梁 0.427 -58.12 24.82 -9.68 4.13 -2.19 0.94
左梁 0.303 58.12 12.41 -19.36 2.07 -4.38 0.47 -0.67 48.66
上柱
下柱 0.407
右梁 0.29 -6.65 -18.52 12.39 -4.19 1.73 -0.64
0.29 0.205 -5.71 1.41 1.21 3.72 2.63 -1.69 0.38 -0.16 0.04 1.21
0.211 0.297 6.69 -2.23 1.43 -3.38 1.31 -0.32 0.19 -0.04 -2.23 -4.75
0.297 7.19 1.93 -4.75
-14.56 -11.98 -10.36 6.88 -2.34 -1.92 -1.66 0.67 -0.17
15.92
2.11
1.73
1.55
0.34
0.28
-0.24
-0.2
0.29
0.24 17.71
20.48
16.8
-37.28
-17.14 -14.11 -9.82

结构计算书(弯矩二次分配法)

This engineering is theNanchangshuren middle school
Press to use function to is divided into a building4 F.Include common classroom, speech classroom, tiny machine classroom, movable room, big board room, teacher's office, and executive office...etc., It has four stories, and the heights of stories are all 3.9 meters. The height of the whole building is 16.1 meters.This building fire prevention grade is second class, the anti- earthquake establishes to defend earthquake intensity 6 degrees.
（二）计算简图………………………………………………………………………19
四恒荷载内力计算
（一）恒荷载计算……………………………………………………………………21
（二）恒荷载作用下内力计算………………………………………………………26
五活荷载内力计算（屋面布活荷载）
（一）活荷载计算……………………………………………………………………31
（二）活荷载作用下内力计算………………………………………………………33
六风荷载内力计算
（一）风荷载计算……………………………………………………………………39

建筑力学弯矩分配法


30kN/m
A
B 300kN
C
D
EI=2
EI=3
EI=4
6m
3m
3m
6m
分配系数 固端弯矩 0.0 B点一次分、传 45.0 C点一次分、传 B点二次分、传 7.9 C点二次分、传 B点三次分、传 0.6 C点第三次分配 最后弯矩 53.5
A
53.5
0.4 0.6
0.0 -225.0
+90.0 +135. 0-39.4
12 M
M
13
S 13 M S
13 M
M
14
S 14 M S
14 M
M
15
S 15 M S
15 M
2、用弯矩分配法计算具有一个结点铰位移的结构 （1）解题思路
(a)
A MA B
(b)
P1
P2
B C
MB MB MC
A
C
B
MB
P1
P2
A
B
C
MAfB MBfA MBfC MCfB
MAD1052022 48kNm
AB AC AD
AC2322441.540.4
MAB81301660kNm MDA10502232 72kNm
B
0.3 0.4 0.3
D
A
60
-48
73
-3.6 -4.8 -3.6 →
-1.8
56.4 -4.8 51.6 →
70.2
↓ C -2.4
56.4
70.2
51.6
+237. -237.4 4 237.4
375
300
C
+112. 5
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱM0'?
1M 2
?
1（g 16
?
q）l 2
式中：
——梁端弹性计算弯矩； —— 调幅后梁端弯矩；
跨中弯矩小于 按简支梁计算 的跨中弯矩的 50%时，则至
少按简支梁计 算的跨中弯矩 的50%进行截 面配筋。
—— 按简支计算时，梁跨中弯矩；
—— 梁跨中弹性计算弯矩和调幅后弯矩。
注意：
（1）弯矩调幅只对竖向荷载作用下的弯矩进行，水平荷载作 用下产生的弯矩不参加调幅。 （2）梁端弯矩调幅应在内力组合前进行，必须先将竖向荷载 作用下产生的梁端弯矩调幅后，再与水平荷载产生的梁端弯 矩进行组合。
（3）调幅后的好处：
① 可以减少梁端配筋数量，达到方便施工的目的； ② 可以提高柱的安全储备，以满足“强柱弱梁”的设
计原则。
上述例题弯矩图中括号内的数字为梁端弯矩调幅后 相应截面的弯矩数值。
【例】
某地7度设防，有一座12层三跨现浇框架高度H=46m， 梁左边跨的跨度为7.5m，梁上恒荷载标准值为28.3kN/m， 活荷载标准值为9.5kN/m，梁左边跨的内力标准值如下表所 示。要求：若取梁端调幅系数为0.9，对竖向荷载作用下的弯 矩进行调幅。问：（1）计算调幅后的跨中弯矩标准值；
（2）计算有水平地震作用组合下的跨中弯矩。
② 将调幅后的梁端弯矩叠加相应简支梁弯矩即 可得到梁的跨中弯矩。（下图）
对于装配式或装配整体式框架，由于接头 焊接不牢或由于节点区混凝土灌注不密实等原 因，节点容易产生变形而达不到绝对刚性， 框 架梁端的实际弯短比弹性计算值要小 ，因此， 弯矩调幅系数允许取得低一些，一般取 0.7-0.8。
图 框架梁在竖向荷载作用下的弯矩调幅
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】
支座弯矩降低后，必须相应加大跨中设计弯矩。 这样，在支座出现塑性铰以后，不会导致跨中截面 承载力不足。通常，跨中弯矩可 乘以1.1～1.2的调 整系数（见下图）。
为了保证梁的安全，跨中弯矩还必须满足下列条 件：
图 框架梁塑性调幅
M1'? ?M1
M2'? ?M2 M0 ' ? M ? 0.5? (M1 ? M 2 )
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
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。
实际上，弯矩二次分配法只将不平衡弯矩分配两次，将分配 弯矩传递一次。
（5）作弯矩图
将杆端弯矩按比例画在杆件受拉一侧。 对于无荷载直接作用的柱将杆端弯矩连成直线，即为该杆的弯 矩图； 对于有荷载直接作用的梁以杆端弯矩的连线为基线，叠加相应 简支梁的弯矩图，即为该杆件的弯矩图。
（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。
梁端弯矩调幅
（1) 为什么要进行调幅
框架结构梁端弯矩较大，配筋较多，因而不便施 工。而框架中允许梁端出现塑性铰。因此，在梁中可 考虑塑性内力重分布，通常是 降低支座弯矩（梁端弯 矩），以减小支座处的配筋。
（2) 怎样进行调幅 ① 根据工程经验，对钢筋混凝土框架，可取
调幅系数：
钢筋混凝土装配式框架 钢筋混凝土现浇式框架
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 。
分层法与弯矩二次分配法的比较
项次
方法
分层法
弯矩二次分配法
基本假定
①②
①-⑤
计算方法 计算步骤
分层，力矩分配法， 某节点不平衡弯矩只
线刚度、传递系数， 影响至与该节点相交
叠加
的各杆件的远端
①-⑦
①-⑤
分层法与弯矩二次分配法的比较
区别
方法
工作量
分层法
弯矩二次分配法
工作量较大
工作量小（精度也满 足要求，故应用较多）
节点弯矩平衡与
不平衡
平衡
否
计算精度
误差较大
误差较小
适用范围
标准层较多时采用
应用广泛
分层法与弯矩二次分配法的比较
弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。 在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任 一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。 弯矩二次分配法则假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节 点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简 化到一次分配、一次传递、再一次分配。