【弯矩二次分配法计算步骤】弯矩二次分配法是一种用于分析超静定结构的近似方法,尤其适用于多层框架结构的内力计算。该方法在传统的弯矩分配法基础上进行改进,通过两次分配过程来提高计算精度。以下是弯矩二次分配法的主要计算步骤总结。
一、弯矩二次分配法计算步骤总结
1. 确定结构体系与荷载条件
明确结构类型(如框架结构)、跨度、柱高、支撑条件以及作用在结构上的各种荷载(如恒载、活载等)。
2. 计算各杆件的刚度系数
根据杆件截面尺寸和材料特性,计算各杆件的抗弯刚度 $ EI $,并根据结构形式计算各节点的转动刚度。
3. 计算各节点的固端弯矩
在无侧移情况下,假设所有节点固定,计算各杆件两端的固端弯矩(即在两端固定时产生的弯矩)。
4. 第一次弯矩分配
- 将各节点的不平衡弯矩按分配系数分配到相邻杆件。
- 对于每个节点,将不平衡弯矩乘以相应的分配系数,得到分配弯矩,并将其加到对应的杆件上。
- 计算分配后的杆端弯矩。
5. 传递弯矩
- 将分配后的杆端弯矩按传递系数传送到远端。
- 传递系数通常为 $ \frac{1}{2} $(对于两端固定的情况)。
6. 第二次弯矩分配
- 对于所有节点,再次计算新的不平衡弯矩。
- 再次按照分配系数进行弯矩分配,此时可考虑传递后的弯矩影响。
7. 最终弯矩计算
- 将第一次分配和传递后的弯矩与第二次分配后的弯矩相加,得到各杆件的最终弯矩值。
8. 绘制弯矩图
- 根据计算结果绘制结构的弯矩图,作为结构设计或验算的依据。
二、弯矩二次分配法计算步骤表
步骤 | 内容说明 |
1 | 确定结构体系及荷载条件 |
2 | 计算各杆件的刚度系数($ EI $) |
3 | 计算各节点的固端弯矩 |
4 | 第一次弯矩分配:按分配系数分配不平衡弯矩 |
5 | 传递弯矩:将分配弯矩按传递系数传至远端 |
6 | 第二次弯矩分配:再次计算不平衡弯矩并分配 |
7 | 最终弯矩计算:汇总各阶段弯矩 |
8 | 绘制弯矩图,用于后续设计 |
通过上述步骤,可以系统地完成弯矩二次分配法的计算过程,确保结构内力分析的准确性与合理性。此方法在实际工程中被广泛应用于框架结构的初步设计与内力分析中。