弯矩二次分配法详解
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弯矩二次分配法excel弯矩二次分配法(Moment Distribution Method)是结构分析中常用的一种计算方法,适用于解决梁、桁架等结构的弯矩分配问题。
通过多次迭代计算,可以准确地求解结构的内力分布。
在Excel中,可以使用各种函数和公式来实现弯矩二次分配法的计算。
首先,需要建立一个适当的数据表格,包括输入数据和计算结果。
输入数据通常包括结构的几何尺寸、材料性质、荷载大小和位置等。
计算结果包括节点的位移、弯矩和剪力等。
为了进行弯矩二次分配法的计算,首先需要确定结构的支座刚度矩阵。
支座刚度矩阵包括结构的刚度和弯矩分配系数。
可以使用Excel中的数组函数来计算支座刚度矩阵。
然后,根据结构的约束条件,可以得到初始的节点位移。
接下来,需要进行迭代计算,直至收敛。
在每一次迭代中,需要计算每个节点的弯矩分配系数和弯矩修正系数。
可以使用Excel中的循环函数和条件函数来实现这一步骤。
然后,根据弯矩分配系数和弯矩修正系数,可以计算每个节点的弯矩和剪力。
在完成迭代计算后,可以得到结构的最终结果,包括节点的位移、弯矩和剪力。
可以使用Excel中的图表功能来可视化结果,并进行必要的分析和评估。
需要注意的是,弯矩二次分配法是一种近似方法,结果的精度受到迭代次数和初始条件的影响。
因此,在使用Excel进行计算时,需要进行适当的设置和调整,以保证结果的准确性和可靠性。
总之,通过在Excel中使用弯矩二次分配法,可以方便地进行结构的弯矩分析。
这种方法的优点是简单易用,适用于各种结构类型。
然而,对于复杂的结构和边界条件,可能需要借助更为专业的结构分析软件来进行分析和计算。
弯矩二次分配法(六层)弯矩二次分配法是一种常用的结构计算方法之一,可以有效地计算出结构中各部分的弯矩值和相应的受力情况。
这种方法具有计算简单、精度高、直观易懂等特点,被广泛应用于各类建筑结构的设计和分析中。
在本文中,我们将介绍弯矩二次分配法的基本原理、计算步骤和实例应用。
一、基本原理弯矩二次分配法的基本原理是通过叠加各种荷载的分布形态,逐步计算出结构中各个部分的受力情况。
具体来说,我们通过将荷载分解为若干小块,逐步计算每一块对结构的影响,并将计算结果叠加起来,最终得到整体的受力情况。
这种方法具有高精度、计算简单、可扩展性强等优点,通常被用于分析各种较为复杂的结构。
二、计算步骤弯矩二次分配法的计算步骤一般可以分为以下六层:1、确定结构模型和荷载模型首先,我们需要确定结构模型和荷载模型。
在确定结构模型时,应考虑结构的几何形状、材料特性、外部荷载等因素;在确定荷载模型时,应考虑荷载的大小、作用点、分布形态等因素。
这些因素的准确度决定了弯矩二次分配法的精度和可靠性。
2、绘制荷载图在确定好荷载模型后,我们需要将荷载分布情况用荷载图的形式表示出来。
荷载图一般采用坐标轴表示,将X轴和Y轴分别表示荷载和受力的距离,通过指定不同的坐标值来表示荷载的大小和作用点。
3、计算受力分布坐标接下来,我们需要根据荷载图和结构模型来计算出受力分布坐标,即测量出各个部位的受力位置和受力大小。
这一步骤需要注意测量的精度和准确性,以确保后续的计算能够得到准确的结果。
在测量出受力分布坐标后,我们需要根据受力分布的情况来计算初次的受力分布情况。
这个过程中,我们需要考虑各个部位的受力情况和相互之间的作用,以确定初次的受力分布。
在计算出初次的受力分布后,我们需要根据改变系经验公式来进行弯矩二次分配计算,用窗口法和直接交错法得到二次受力分布,这一步骤非常重要,因为它可以精确地计算出各个部分的弯矩值,从而为后续的结构分析提供参考。
6、计算最终反力分布通过计算得到二次受力分布后,我们就可以根据材料特性和式子进行最终的反力分布计算。
弯矩二次分配法弯矩二次分配法是一种钢结构设计中常用的计算方法,其基本思想是根据节点处的位移来分配节点上的弯矩,以达到平衡整个结构的弯矩。
下面对弯矩二次分配法进行详细介绍。
一、基本概念1、刚度法刚度法是一种以刚度为基础的计算方法。
在此方法中,我们将受力结构看作由若干个刚度性能已知的元件构成的刚性系统,根据受力原理对每个元件计算弯矩以及位移,最终得到完整结构的弯矩和位移。
2、节点法弯矩二次分配法是一种常用的节点法计算方法,其基本原理如下:1、首先将结构分成若干截,根据节点的位移和角位移分别计算每截内部的弯矩;2、根据弯矩平衡条件,推断出每个截面的弯矩;3、通过利用每个截面上的弯矩平衡条件,把原来被认为是剪力作用的分量分离出来,并计算出其大小;4、根据剪力大小,重新计算每截的弯矩,并迭代计算至弯矩平衡条件满足为止。
1、假设结构内部没有产生任何形变,即所有截面处的弯矩相等;2、对于一个结构,它的初始刚度矩阵和转动角度矩阵分别为:K = [M] / δθ = [K]·[P]其中,[M]是结构的初始均布荷载矩阵,δ是结构的初始弯矩;[P]是节点位移矩阵,[K]是结构的初始刚度矩阵。
3、经过第一次迭代后,结构的弯矩为:M' = K'·δ'其中,δ'是第一次迭代后的位移矩阵,K'是经过调整后的刚度矩阵。
6、根据每个截面上的剪力和弯矩重新计算每截的弯矩;7、重复步骤4~6,直至迭代计算出的弯矩满足平衡条件;8、得到最终的弯矩分布图。
优点:1、计算结果精确,特别适用于刚梁、钢架等结构的计算;2、计算实现简单,易于应用于各种计算软件中;3、计算时间相对较短,计算效率高。
1、操作复杂,需要依次进行多个迭代计算;2、计算过程中需要多次使用刚度矩阵,可能会造成精度误差;3、计算结果不太适用于拉杆、压杆等主要受轴向载荷的结构计算。
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计 算 表
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
2次分配
最终弯矩
分配弯矩
传递弯矩
2次分配
最终弯矩
分配弯矩
传递弯矩
2次分配
最终弯矩
分配弯矩
7传递弯矩
2次分配
最终弯矩
分配弯矩
6传递弯矩
2次分配
分配弯矩
5传递弯矩
2次分配
最终弯矩
分配弯矩
传递弯矩
42次分配
最终弯矩
分配弯矩
传递弯矩
32次分配
最终弯矩
分配弯矩
传递弯矩
22次分配
最终弯矩
分配弯矩
传递弯矩
12次分配
最终弯矩
弯矩二次分配法计算
法计算均布荷载作用下的框架梁柱弯矩。
弯矩二次分配法excel弯矩二次分配法是一种结构力学中常用的计算方法,用于计算超静定梁或桁架的内力和位移。
本文将介绍如何在Excel中使用弯矩二次分配法进行计算。
首先,我们需要确定梁或桁架的几何参数和荷载条件。
假设我们要计算一个简支梁的内力和位移,其长度为L,截面形状为矩形,弹性模量为E,惯性矩为I,荷载为集中力P施加在距离左支点a处。
在Excel中,我们可以设置以下的参数:L,a,P,E,I。
可以将这些参数放在Excel的不同单元格中,并赋予相应的数值。
接下来,我们需要进行弯矩二次分配法的计算步骤。
1. 计算反力:根据力的平衡条件,可以得到右支点的反力为RA = P * (L - a)/L,左支点的反力为RB = P * a/L。
2. 计算弯矩系数:对于简支梁,弯矩系数为1。
可以将这个系数设定为Excel中的一个单元格。
3. 计算初始剪力分布:根据几何约束和力的平衡条件,当x =0到a时,剪力为V1 = RB,当x = a到L时,剪力为V2 = -RA。
4. 计算初始弯矩分布:根据剪力的分布和弯矩的定义,可以求得初始弯矩分布为M0 = 0,M1 = V1 * x,M2 = RB * x - V2 *(x - a)。
5. 计算修正剪力分布:根据弯矩的修正条件,可以得到修正剪力分布为V'1 = V1 + (M0 - M1) / L,V'2 = V2 + (M0 - M2) / L。
6. 计算修正弯矩分布:根据修正剪力分布和弯矩的定义,可以求得修正弯矩分布为M'1 = M1 + V'1 * (x - a),M'2 = M2 + V'2 * (x - a)。
7. 计算位移:根据弯曲方程和边界条件,可以得到位移方程为y = (P * a * x * (L - x) * (L - 2a)) / (6 * E * I * L)。
通过将以上的计算公式应用到Excel中,我们可以得到弯矩分布、剪力分布和位移的数值结果。