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第五章 位移法和力矩分配法第五章主要介绍结构力学中的两种重要计算方法:位移法和力矩分配法。这两种方法主要用于求解超静定结构的内力与位移,尤其适用于连续梁和刚架等工程结构。
位移法是一种以结点位移为基本未知量的分析方法。它通过建立结构在荷载作用下的结点平衡方程,结合杆件的力—位移关系,最终求解出结构的内力和位移。位移法适用于各种类型的超静定结构,特别适合用计算机进行自动化计算,在现代结构分析软件中应用广泛。
力矩分配法则是针对连续梁和无侧移刚架的一种渐近解法,由哈罗比(HardyCross)于1930年代提出。该方法基于逐次调整和分配节点不平衡力矩的思想,无需解联立方程,计算过程直观、简便,特别适合手算。虽然其适用范围有限,但在教学和实际工程初步设计中仍具有重要价值。
本章通过理论推导与典型例题相结合的方式,系统讲解了两种方法的基本原理、计算步骤及其应用条件。学习这一章有助于学生掌握解决实际工程问题的有效手段,并为进一步理解结构力学行为打下坚实基础。
dbj41∕t 177-2017 建筑垃圾再生细骨料干混砂浆应用技术规程
(a) (b)
5.图(a)所示结构的M图如图(b)所示。 ( )
(a) (b)
6.某刚架用位移法求解时其基本系如图所示,则其MF图中各杆弯矩为0,所以有附加连杆约束力FR1F=0。 ( )
7.图a结构用位移法计算的基本系如图b,则其2图如图c所示。 ( )
(a) (b) (c)
8.图示连续梁在荷载作用下各结点转角的数值大小排序为A>B>C>D. ( )
9.图示两结构(EI均相同)中MA相等。 ( )
(a) (b)
10.下列两结构中MA相等。 ( )
(a) (b)
11.图示结构结点无水平位移且柱子无弯矩。 ( )
12.图示结构下列结论都是正确的:. ( )
13.用位移法计算图示结构,取结点B的转角为未知量,则. ( )
14.图a对称结构(各杆刚度均为EI)可以简化为图b结构(各杆刚度均为EI)计算。 ( )
(a) (b)
15.图a对称结构可以简化为图b结构计算(各杆刚度不变)。 ( )
(a) (b)
16.图a对称结构可以简化为图b结构计算。 ( )
(a) (b)
17.图(a)所示对称结构,利用对称性简化可得计算简图,如图(b)所示。 ( )
(a) (b)
18.图示结构中有c点水平位移和BE杆B点弯矩 ( )
19.图示结构的弯矩图与是否有AB杆和BC杆无关。 ( )
20.用力矩分配法计算图示结构,则分配系数μCD=,传递系数。 ( )
21.根据力矩分配法,图示结构最后弯矩有关系: ( )
22.图a所示连续梁当线刚度i2»i1时,可简化为图b结构按力矩分配法计算。 ( )
(a) (b) (b)
23.图示连续梁发生支座移动如图所示,用力矩分配法计算时结点C的不平衡力矩为零。( )
24.图a所示结构可简化为图b结构,用力矩分配法计算。 ( )
(a) (b)
三、填空题 1.用位移法求图示桁架受对称荷载时,基本未知量个数最少为 个。
2.图示结构用位移法求解时,基本未知量个数最少为 个。
3.图示单跨梁当A支座有垂直向下单位位移时,MAB= 。当支座A有垂直于AB的向右下方的单位位移时,MAB= 。当支座A在水平方向有单位位移时,MAB= 。
4.根据 互等定理知道位移法典型方程中的副系数kij=kji,该互等定理可由 互等定理导出。 5.若如图示刚架在mB的作用下,B结点产生单位转角。则mB= 。(各杆杆长l,刚度为EI)
6.对图示结构用位移法求解时,其典型方程一般形式为 ,其中系数项k11= ,自由项FR1F= 。
7.某结构用位移法求解时,基本系如图所示,则典型方程中的系数k11= ,k12= ,k21= ,k22= ,自由项FR1F= ,FR2F= 。
8.图示结构,EI=常数,已知结点C的水平线位移为,则结点B的角位移B= ,转向为 。(填顺时针或逆时针)
9.图示结构,EI=常数,已知结点D的转角,则MDB= , 且 侧受拉。MCD= , 侧受拉。
10.欲使图a和图b中的MB=MB′,则 。
11.图示结构A点的弯矩MA= 。
12.利用位移法判断结点A的转角A的转向为 。
13.已如图示结构中,则C点水平位移△c= 。
14.利用位移法概念求图示结构支座反力FRD= 。
15.图示结构用位移法计算,取结点B的水平位移△1为未知量,则系数k11= 。
16.图示为一连续梁的位移法基本系,则系数k12= , k22= 。
17.图示对称刚架受对称荷载,由位移法可知,MCB= kN·m ,MAB= kN·m.
18.图示结构建筑技术交底--木窗帘盒、金属窗帘杆安装,FQCB= ,FQBE= 。
19.图示结构,MCB= , 侧受拉,MBC= 。
20.图示结构,根据结构和荷载特点分析得FNCB= ,FQCB= 。
21.力矩分配法中,传递系数表示当杆件近端有转角时, 与 的比值,它与杆件远端的 有关。 22.图示结构用力矩分配法计算时,A点的不平衡力矩m= 。
23.用力矩分配法计算图示结构,则分配系数μAB= ,传递系数CAC= 。
24.图示结构用力矩分配法求解时,其结点不平衡力矩mk= .
25.图示结构的弯矩MBA= ,MBC= 。(顺时针为正)
26.用力矩分配法计算图示刚架,则分配系数μBA= ,传递系数CBA= 。(各杆l,EI相同)
27.力矩分配法与位移法在消去附加刚臂作用的做法上的不同是:位移法通过满足典型方程使各刚架上反力矩为零甘12s9 ---管道及设备防腐保温,而力矩分配法则是 。