分层法与反弯点法例题PPT课件
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例:用反弯点法计算图1所示刚架,并画出弯矩图。
括号内数字为杆件线刚度的相对值。
图1解:顶层柱反弯点位于柱中点22h ,底层柱的反弯点位于柱高123h 处,在反弯点处将柱切开,脱离体如图2、图3所示。
F QIF图2 顶层脱离体F QAD F QBE F QCFGIFED817图3 底层隔离体(1)求各柱剪力分配系数k kik k μ=∑顶层:20.286223GD IF μμ===⨯+30.428223HE μ==⨯+底层:30.3324DA FC μμ===⨯+40.4324EB μ==⨯+(2)计算各柱剪力:0.2868kN 2.29kN QGD QIF F F ==⨯= 0.4288kN 3.42kN QHE F =⨯= 0.325kN 7.5kN QAD QCF F F ==⨯= 0.425kN 10kN QBE F =⨯=(3)计算杆端弯矩,以节点E 为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩:2 3.33.42kN 5.64kN m 22EH QHE h M F m =-⨯=-⨯=-⋅(反弯点位于22h 处)1 3.610kN 12kN m 33EB QBE h M F m =-⨯=-⨯=-⋅(反弯点位于柱123h 处) 计算梁端弯矩时,先求出节点柱端弯矩之和为:17.64kN m EH EB M M M =+=-⋅按梁刚度分配:1217.647.84kN m 27ED M =⨯=⋅ 1517.649.8kN m 27EFM =⨯=⋅ 图3是刚架弯矩图。
8173.782.51 5.643.783.133.783.783.78912.785.649.87.841212.783.781824189图3 弯矩图(单位kN m ⋅)。
例:用反弯点法计算图1所示刚架,并画出弯矩图。括号内数字为杆件线刚度的相对值。
图1 解:顶层柱反弯点位于柱中点22h,底层柱的反弯点位于柱高123h处,在反弯点处将柱切开,脱离体如图2、图3所示。
FQIFFQHEFQGD
GI8
图2 顶层脱离体
FQADFQBEFQCF
GIFED8
17 图3 底层隔离体 (1)求各柱剪力分配系数kkikk 顶层: 20.286223GDIF
30.428223HE
底层: 30.3324DAFC
40.4324EB
(2)计算各柱剪力:
0.2868kN2.29kNQGDQIFFF
0.4288kN3.42kNQHEF 0.325kN7.5kNQADQCFFF 0.425kN10kNQBEF (3)计算杆端弯矩,以节点E为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩: 23.33.42kN5.64kNm22EHQHEhMFm(反弯点位于22
h处)
13.610kN12kNm33EBQBEhMFm(反弯点位于柱123h处)
计算梁端弯矩时,先求出节点柱端弯矩之和为: 17.64kNmEHEBMMM 按梁刚度分配: 1217.647.84kNm27EDM
1517.649.8kNm27EFM
图3是刚架弯矩图。 8173.78
2.515.64
3.78
3.133.783.78
3.78912.785.649.87.841212.783.781824189
图3 弯矩图(单位kNm)
题:如图为两层两跨框架,各层横梁上作用均布荷载,图中括号内数值表示杆件的相对刚度值,梁跨度值与柱高以mm为单位。
试用分层法计算各杆件的弯矩,并绘出弯矩图。
q=2.8kn/m
(3800)
(4000)
7500 5600
解:由分层法的假定,除底层以外其他各层柱的线刚度都乘以0.9的折减系数,除底层柱外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3.
由弯矩分配法分别计算顶层及底层弯矩:
顶层弯矩分配图
顶层弯矩分配图
底层弯矩分配图
1.18 G 0.46 H 0.20 I
18.93
10.36 15.81
1.95
6.78 E 0.59 1.33
D 3.54 1.37 1.74 F
3.39 0.87 0.67
A B C
底层弯矩分配图
将各层弯矩图叠加,可得到整个框架结构的弯矩图。
叠加后各框架节点的弯矩很显然不相等,对节点不平衡弯矩再分配修正,得到整体框架的弯矩图如下:。
例:用反弯点法计算图1所示刚架,并画出弯矩图。
括号内数字为杆件线刚度的相对值。
8图1解:顶层柱反弯点位于柱中点h2,底层柱的反弯点位于柱高-hi处,在反弯点处2 3将柱切开,脱离体如图2、图3所示。
8!怡"G [H IF QGD F QHE F QF图2顶层脱离体图3底层隔离体顶层:底层:IFF QAD F QBE8IDA FC0.3 40.43 2 4(2)计算各柱剪力:EB0.286 8kN 2.29kNFQHE0.428 8kN 3.42kN FQADF QCF 0.3 25kN 7.5kN F QBE0.4 25kN10kN(3)计算杆端弯矩, 以节点E 为例说明杆端弯矩的计算F QIFF QGD杆端弯矩:M EHF QHEh 223.42kN ^^m 5.64 kN m (反弯点位于空处)2 2F QCF(1)求各柱剪力分配系数k k k k iGDIF-0.286 2 2 3 HE-0.428 3M EB F QBE匕 10kN 36 m 12 kN m3 32(反弯点位于柱汕处)计算梁端弯矩时, 先求出节点柱端弯矩之和为:M M EH EB17.64 kN m按梁刚度分配:12 M ED27 15M E F 刃17.64 17.64 图3是刚架弯矩图。
8i173.787.84 9.8 kN mkN m 3.783.783.133.7893.785.649.82・51 5.647.84123.7812.7812.781824图3弯矩图(单位kN m )18。