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图9.1 |
渐进法
(1)均为位移法的变体,本质上还是位移法;
(2)以逐次渐进的方法来计算杆端弯矩,其计算结果随计算轮次的增加,逐渐收敛于精确解;
(3)适用于进行手工计算,避免了计算系数、自由项及解算方程组。
现电脑已普及,曾经重要的渐进法不再重要了,但作为一项土木工程师的基本素质是不可少的。
1930,美国人H. Cross提出了力矩分配法。
适用范围:连续梁与无侧移刚架(无结点线位移)。
原理:就是位移法。符号规定同位移法。
1)劲度系数S与传递系数C
杆件线刚度:
。
劲度系数(转动刚度)S:杆AB,A端(近端)发生单位转角,A端的弯矩为
,远端弯矩为
。称
为AB杆A端的劲度系数,记为
。
传递系数C:杆AB,A端(近端)发生单位转角,A端的弯矩为
,远端弯矩为
。远端弯矩
认为是近端弯矩
向远端传递的结果,定义
为传递系数,即
。
 |
图9.2 |
2)力矩分配法原理
如图所示刚架,用位移法求解。只有一个角位移Z1,位移法方程为
 |
图9.3 |

各杆汇交于刚结点1的一端称为近端,另一端称为远端。由,
,计算最后杆端弯矩。
各杆近端弯矩为

显然:近端弯矩=近端固端弯矩+分配弯矩(对反号结点不平衡力矩乘上分配系数进行分配)
各杆远端弯矩为

显然:远端弯矩=远端固端弯矩+传递弯矩
分析以上求解结果,我们可得到一种新的求解方法。
力矩分配法
(1)固定刚结点
即刚结点上加刚臂约束,算出各杆端固端弯矩值。刚结点1上各杆端固端弯矩之和不为0,有结点不平 衡力矩,暂时由附加刚臂约束承担;
(2)放松刚结点
即取消附加刚臂约束,因为原结构上本来就没有附加约束。刚结点上有不平衡力矩
,反向施加结点不平衡力矩,即
,可使刚结点满足力矩平衡条件。
乘以力矩分配系数分配给各近端,各近端得到分配弯矩。近端得到的分配弯矩向远端传递,远端得到传递弯矩。
(3)计算最后的杆端弯矩
近端弯矩=近端固端弯矩+分配弯矩
远端弯矩=远端固端弯矩+传递弯矩
注意,只有一个刚结点时,计算一轮,得到了精确解。力矩分配法就是位移法,具体计算过程由力矩的分配与传递代替了位移法的求解过程。
【例9-1】.作力矩分配法求解图示刚架,并作M图。
图9.4
(1)求分配系数
,令EI=4不影响内力计算结果,
,
,
,
,
,
,
,
(2)求各杆杆端固端弯矩,查表。

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图9.5 |
(3)结点不平衡力矩为-35,-35®+35,进行力矩分配与传递。
(4)求最后杆端弯矩值,作出
图。
结点作用力偶的情况,见下图。

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图9.6 |