迭代法
对于两端固定的单跨超静定粱,有转角位移方程如下:
F
AB AB AB B A AB AB M L
i i i M +∆-+=6
24ϕϕ (F
AB M 为A 端的固端弯矩,如在均布荷载作用下2
12
1ql M F AB
-=) 令'
=AB A AB M i ϕ2,'=BA B AB M i ϕ2,L i M AB AB AB ∆-="6
所以:F
AB AB BA AB AB M M M M M +"+'+'=2
('AB M 近端转角弯矩,'
BA M 远端转角弯矩) 对于框架横梁,AB ∆=0,所以0="
AB M ,
F
AB BA AB AB M M M M +'+'=2 即('++⎪⎭
⎫ ⎝⎛'+'=AB F AB BA AB AB M M M M M ) (1)
对于一点A ,AB M +AC M +AD M =0,有02,,,,,,=+
'
+
'
∑∑∑===D
C B i F
Ai
D
C B i iA
D
C B i Ai
M
M
M
,可以得
到:
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+'-='
∑∑∑===D C B i F Ai D C B i iA D
C B i Ai
M M M
,,,,,,21,
其中: ⎪⎪⎭⎫
⎝⎛+'-
='
∑∑∑===D C B i F Ai D C B i iA D
C B i Ai Ai
Ai M M i i M ,,,,,,2
1 (2) (2)式得到的'
Ai M 为近似值,需要经过多次的迭代才满足精度,迭代的同时,
'iA M 也进行了迭代。
这两个值趋近于准确解。
最后:根据(1)式,F
Ai iA Ai Ai M M M M +'+'=2。
(3)
迭代法的步骤:
1. 计算固端弯矩F
Ai M 和结点不平衡弯矩
∑=D
C B i F
Ai
M ,,,并设1=-2ik
ik ik
i
i i μ'
∑初始值为
零。
2. 计算分配系数:∑=-
D
C B i Ai
Ai
i
i ,,2
1,算出与结点相关杆件的弯矩分配系数。
3. 计算结点各杆件的近端转角弯矩:公式(2)
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+'-='∑∑∑===D C B i F Ai D C B i iA D
C B i Ai Ai Ai M M i i M ,,,,,,21 4. 多次迭代,保证精度。
5. 得到杆端最后弯矩:公式(3),F
Ai iA Ai Ai M M M M +'+'=2
举例:
D值法
水平荷载作用下,框架中的柱会有侧移,柱子来抵抗水平荷载。
反弯点法只考虑了柱子的抗侧移刚度影响,反弯点位置的确定实际上与梁的刚度,柱上下层高度等相关,D值法详细考虑了的影响,修正后的抗侧移刚度:
进而求出将每层各柱子的求和求出该层总的抗侧移刚度
第i层层间剪力:,其中为作用在每层的水平力
柱端剪力分配:
柱下端弯矩:上端弯矩:h
其中y为反弯点高度比:
(标准反弯点高度比;
)
查表格
D值法计算步骤:
1.确定反弯点比y;
2.分层求出单根柱的反弯点处的剪力;
3.求出柱上下端弯矩;
4.梁端弯矩由柱上下端不平衡弯矩利用梁的线刚度系数求的;
5.利用梁端弯矩求得剪力(画出单元结构根据弯矩与杆件长度之比求剪力
),利用梁端弯矩求出轴力(利用梁柱节点y方向静力平衡条件求得);
附录:
均布水平荷载作用下各层柱标准反弯点高度比:
上下梁相对刚度变化时修正值:
上下柱高度变化时的修正值和:
所有内力图要求手绘,最好和力学求解器或SAP2000等结果做对比:。