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§76
用位移法计算有侧移刚架
例1求图a所示铰接排架的弯矩图。解:(1)只需加一附加支杆,得基本结构如图b所示,有一个基本未知量Z1。(2)
r11Z1R1P0
(3)求系数和自由项3i12ir1122ll3R1Pql4(4)代入方程求未知量
Z1ql316i
(5)绘制弯矩图例2用位移法计算图a所示刚架,并绘M图解:(1)此刚架具有一个独立转角Z1和一个独立线位移Z2。在结点C加入一个附加刚臂和附加支杆,便得到图b所示的基本结构。(2)建立位移法方程
r11Z1r12Z2R1P0r21Z1r22Z2R2P0
(3)求各系数和自由项
r114i3i7i,r12r2115i
r2212i3i15i424216
R1P0
3R2Pql3060kN8(4)求未知量
Z12087i,Z29739i
(5)绘制弯矩图
1
f例3用直接平衡法求刚架的弯矩图。解:(1)图示刚架有刚结点C的转角Z1和结点C、D的水平线位移Z2两个基本未知量。设Z1顺时针方向转动,Z2向右移动。(2)求各杆杆端弯矩的表达式
MCA4Z1Z23MAC2Z1Z23MCD3Z1
MBD05Z2
(3)建立位移法方程有侧移刚架的位移法方程,有下述两种:Ⅰ与结点转角Z1对应的基本方程为结点C的力矩平衡方程。
MF
x
C
0,
MCAMCD07Z1Z230
Ⅱ与结点线位移Z2对应的基本方程为横梁CD的截面平衡方程。
0,
QCAQDC0
QCA6Z12Z211qlZ1Z2362305Z21Z2612
取立柱CA为隔离体图d,MA0,
同样,取立柱DB为隔离体(e,MB0,代入截面平衡方程得
QDB
115Z1Z23Z20Z1Z23031212(4)联立方程求未知量Z1091Z2937
(5)求杆端弯矩绘制弯矩图将Z1、Z2的值回代杆端弯矩表达式求杆端弯矩作弯矩图。例4计算图a所示结构C点的竖向位移。解:解法(一)用典型方程求解(1)确定基本未知量。变截面处C点应作为刚结点,加刚臂及支杆得位移法基本结构如图b所示。其中未知量是C点角位移Z1和C点的竖向线位移Z2。(2)位移法典型方程(3)求各系数和自由项
r11Z1r12Z2R1P0
12i6i6illl
r21Z1r22Z2R2P0
r114i8i12i,
r2224i12i36i22l2ll
r12r21
R1P0
R2Pql
2
f(4)求未知量
ql3ql4Z1,Z266EI33EI
Z2即为所求的C点的竖向位移。解法(二)用直接平衡法求解(1)确定基本未知量为C点的角位移C和竖向线位移C(2)求各r
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