结构力学题库第九章 力矩分配法习题解答备课讲稿
结构力学第9章__力矩分配法(新)
9-2 单结点的力矩分配——基本运算
①求固端弯矩； ②将会交于结点的固端弯矩之和按分配系数分配给每一个杆端。 ③各杆按各自的传递系数向远端传递。 ④将固端弯矩和分配（或传递的弯矩）相加，得杆端最后弯矩。
9-2 单结点的力矩分配——基本运算
例题
12kN/m
i
6m
16kN
2i
3m
3m
0.4 0.6
固端弯矩 -36
第9章 渐进法及超静定力的影响线 9-1 力矩分配法的基本概念 9-2 单结点的力矩分配法 9-3 多结点的力矩分配法 9-4 计算结果的校核
9-1力矩分配法的基本概念
M
4
2 i12 1
i14
i13
3
4i12Δ1
2i12Δ1
i13Δ1 i13Δ1
3i14Δ1
M12 4i121 M13 i131 M14 3i141
M
1 M21 2 M12 M31 M13 M41 0 M14
9-1力矩分配法的基本概念
1 转动刚度：梁端发生单位转角产生的弯矩。
M ik Sik 1
4iik 远端为固定端
S ik
3iik iik
远端为铰支端 远端为平行支链杆
0 远端为自由端
2 分配系数：与转动刚度成正比
ik
96 64 → 32
-23.6 ← -47.3 -47.3 → -23.6 14.2 9.4 → 4.7
-1.2 ← 0.7 0.5 →
-2.3 -2.3 → -1.2 0.3
-0.1 -0.2
200.9 -200.9
237.3 -237.3 87.7
200.9
237.3
87.7
结构力学_第九章_作业参考答案
截面
DA
AD
AB
BA
BE
分配 系数 固端 弯矩
0.333
0.667
0.4
0.2
第一次
12←
24
12
第二次 -2←
-4
-8
→-4
第三次
0.8←
1.6
0.8
第四次 -0.13← -0.26
-0.54 →-0.27
第五次
0.05←
0.11
0.05
最终 弯矩
-2.13
-0.02 -4.28
-0.03 4.28
1/4 结构
3
华南农业大学 水利与土木工程学院（College of water conservancy and Civil Engineering, SCAU）
9－12 试计算图示空腹梁弯矩，绘制 M 图。 E = 常数
解：
截面
AB
BA
BC
CB
CD
CE
EC
分配 系数 固端 弯矩
0.856
0.143
0.143
0.856
0
1
1
0
1
第一次
0.286← -0.286 -1.714
0
第二次
-1.101 -0.185 →-0.185
第三次
0.026
0.159
0
第四次
最终
弯矩
-1.101
1.101
0.555 -1.555
1
注：表中弯矩× Fl 12
1/4 结构
4
0.0588 -18.75
第一次
-1.47←
1.47
第二次
结构力学讲义
结构力学
一、力矩分配法中几个概念
1. 转动刚度（劲度系数）
转动刚度表示杆端抵抗转动的能力。它在数值上
等于使杆端产生单位转角时需要施加的力矩。其值与
杆件的线刚度i=EI/l及远端的支承情况有关。
1
M AB= 4i
A EI
B
M B A = 2i
转动刚度 SAB4i
l
A端一般称为近端，B端一般称为远端。
结构力学讲义
结构力学
2．分配系数
MB
A
C
B B
MB
M BA
B
M BC
图示连续梁，力偶MB使结点B产生转角θ B 。
杆端弯矩为
M B A SBAB4iB (a)
M B CSBCB3i B
取结点B为隔离体
利用结点B的力矩平衡条件∑MB=0，得 M BM B aM BC 0
MB (MBAMBC)
(SBASBC)B
CB段的杆端a ) 弯矩为
MCB10i E I =M ∞ BCC8i
梁AB弯矩图A 是直线变 化的B，按
直线比例可得c ) l
θ
l 2i
当E I = θ∞ l
A
C ΔC
l
θ
6i
C θ =1
4i
当 θ l C
SAB
6i
6 il/l= 6 i 当
B
l
B
2i
B 6 il/l= 6 i
B
8i
SAB θ =M 1 ACB 2i8
从数学上说，是一种异步迭代法。
单独使用时只能用于无侧移（线位移 ）的结构。
结构力学讲义
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09第九章_力矩分配法
09第九章_力矩分配法第九章力矩分配法本章的问题：A.力矩分配法的适用条件是什么？B.什么叫固端弯矩？约束力矩如何计算？C.什么是转动刚度、分配系数和传递系数？D.什么是不平衡力矩？如何分配？E.力矩分配法的计算步骤如何？F.对于多结点的连续梁和无侧移的刚架是如何分配和传递弯矩的？力矩分配法是位移法的渐近法。
适用于连续梁和无结点线位移的刚架。
§ 9－1力矩分配法的基本概念力矩分配法的理论基础是位移法，属于位移法的渐近方法。
适用范围：是连续梁和无结点线位移的刚架。
针对本方法，下面介绍有关力矩分配法的几个相关概念。
1、名词解释（1）转动刚度转动刚度表示杆端对转动的抵抗能力。
杆端的转动刚度以S表示，它在数值上等于使杆端产生单位转角时需要施加的力矩。
图9－1给出了等截面杆件在A端的转动刚度S AB的数值。
关于S AB 应当（1）在S AB（2）S AB在图9－1中，由图9－1远端固定：远端简支：远端滑动：远端自由：i图9－1各种结构的转动刚度（2）分配系数图9－2所示三杆AB 、AD 、AC 在刚结点A 连接在一起。
远端B 、C 、D 端分别为固定端，滑动支座，铰支座。
假设有外荷载M 作用在A 端，使结点A 产生转角θA ，然后达到平衡。
试求杆端弯矩 M AB 、 M AC 、 M AD 。
由转动刚度的定义可知：M AB = S AB θA = 4i AB θA M AC = S AC θA = i AC θA M AD= S AD θA = 3i AD aθM A θ=式中将A θ即：杆AB的转动刚度与交于A点的各杆的转动刚度之和的比值。
注意：同一结点各杆分配系数之和应等于零。
即Σμ=μAB+μAC+μAD=1总之：作用于结点A的力偶荷载M，按各杆端的分配系数分配于各杆的A端。
（3）传递系数在图9－2中，力偶荷载M作用于结点A，使各杆近端产生弯矩，同时也使各杆远端产生弯矩。
由位移法的刚度方程可得杆端弯矩的具体数值如下：M AB = 4i ABθA M B A = 2i ABθAM AC = i ACθA M CA =－i ACθAM AD =3i ADθA M DA = 0由上式可看出，远端弯矩和近端弯矩的比值称为传递系数用C AB表示。
建筑力学讲义之力矩分配法
13 力矩分配法力法和位移法的优点是计算结果准确可靠。
力矩分配法，是一种渐近计算法。
简便。
只适合于连续梁及无侧移刚架的计算。
13.1 力矩分配法的基本原理1、名词解释（1）转动刚度： 111z S M k k =：1k 杆的1端产生单位转角时，在该端所需作用的弯矩。
（2）分配系数：MM S S M k kk k1)1(111μ==∑ k 1μ：当结点1处作用有单位力偶时，分配给1k 杆的1端的力矩。
（3）传递系数：k k k M C M 111=：当杆件近端发生转角时，远端弯矩与近端弯矩的比值。
当单位力偶作用在结点1时，按分配系数分配给各杆的近端为近端弯矩；远端弯矩等于近端弯矩乘以传递系数。
2、力矩分配法的基本原理（1）计算各杆的分配系数=（2）由分配系数计算近端的弯矩。
=M（3）计算各杆的远端弯矩。
= C A k3、非结点荷载作用下单结点结构的计算 力矩分配法的计算步骤如下：（1）固定结点B ，即在结点B 加附加刚臂。
计算各杆的固端弯矩，并求出结点不平衡力矩F BK F B M M ∑=。
（2）放松结点B ，相当于在结点B 加力矩-。
计算下列各项 分配系数B BKBKS S ∑=μ分配弯矩 BK μ=（-）传递弯矩 μBK BK M C =（3）叠加，计算各杆杆端最后弯矩μBK F BKBK M M M +=CKB F KB KB M M M +=13.2力矩分配法计算连续梁及无侧移刚架1．掌握力矩分配法中正负号规定。
理解转动刚度、分配系数、传递系数概念的物理意义；掌握它们的取值。
能够根据远端的不同支承条件熟练地写出各种情形的杆端转动刚度、向远端的传递系数，并计算分配系数。
2．通过单结点的力矩分配法，理解力矩分配法的物理意义，掌握力矩分配法的主要环节：(1) 固定刚结点。
对刚结点施加阻止转动的约束，根据荷载，计算各杆的固端弯矩和结点的约束力矩；(2) 放松刚结点。
根据各杆的转动刚度，计算分配系数，将结点的约束力矩相反值乘以分配系数，得各杆的分配弯矩；(3) 将各杆端的分配弯矩乘以传递系数，得各杆远端的传递弯矩。
力矩分配法课后习题答案
力矩分配法课后习题答案力矩分配法课后习题答案力矩分配法是一种常用的力学分析方法，用于计算物体上的力矩分布。
在工程学和物理学中，力矩分配法被广泛应用于解决各种问题，包括结构力学、机械设计和静力学等。
下面将通过几个具体的习题来介绍和解答力矩分配法的应用。
习题1：一个均匀的杆AB长为L，质量为m，放置在两个支点A和B上。
支点A距离杆的左端点的距离为a，支点B距离杆的右端点的距离为b。
求支点A和B所受的力。
解答：根据力矩分配法，我们可以先计算出杆的重心位置。
重心位置可以通过以下公式计算得出：x = (m1 * x1 + m2 * x2) / (m1 + m2)其中，m1和m2分别是杆上两个质点的质量，x1和x2分别是这两个质点的位置。
在本题中，我们可以将杆分为两个部分：左侧的部分质量为m1，右侧的部分质量为m2。
左侧部分的质心位置为a/2，右侧部分的质心位置为L - b/2。
代入公式，我们可以得到：x = (m1 * a/2 + m2 * (L - b/2)) / (m1 + m2)接下来，我们可以计算出支点A和B所受的力。
根据平衡条件，支点A所受的力的大小应该等于杆上重心位置处的力矩与杆的重力矩之和。
支点B所受的力的大小应该等于杆上重心位置处的力矩与杆的重力矩之差。
因此，我们可以得到以下两个方程：Fa = (m1 + m2) * g - (m1 * a/2 + m2 * (L - b/2)) * gFb = (m1 + m2) * g + (m1 * a/2 + m2 * (L - b/2)) * g其中，g是重力加速度。
通过解这两个方程，我们可以求解出支点A和B所受的力。
习题2：一个悬挂在墙上的杆，杆的质量为m，长度为L。
杆的左端点与墙壁接触，右端点悬挂在墙上的钩子上。
求杆的重心位置和墙壁对杆的支持力。
解答：首先，我们可以计算出杆的重心位置。
由于杆是均匀的，重心位置就在杆的中点。
因此，杆的重心位置为L/2。
结构力学——力矩分配法分解课件
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复杂结构的力矩分配法分析
总结词
需要对复杂结构进行精细的力矩分配
详细描述
对于复杂结构，如桥梁、高层建筑等，力矩分配法需要更加精细的分析。这需要对结构的各种参数进 行详细的计算和调整，包括转动刚度、分配系数、传递系数等。通过合理的简化模型和精细的计算， 可以获得结构的整体性能和局部细节，满足工程设计的需要。
应用范围
适用于具有刚性转动 部分的连续梁和框架
适用于具有弹性支撑 的连续梁和框架
适用于具有弹性转动 部分的连续梁和框架
适用条件
结构体系为连续梁或框架 结构具有刚性转动部分，且转动部分在分配力矩后不会出现弹性变形
结构具有弹性支撑，且弹性支撑在分配力矩后不会出现弹性变形
计算复杂度与精度要求
力矩分配法的计算复杂度取决于梁和框 架的自由度数量，自由度越多，计算越
。
误差传递
由于传递系数和分配系数的近似 计算，可能会引入一定的误差，
影响分析结果的准确性。
计算复杂度
对于大型复杂结构，力矩分配法 的计算量可能会变得很大，需要
借助计算机辅助分析。
改进与发展方向
01
02
03
04
数值优化
通过改进算法和优化计算方法 ，提高力矩分配法的计算效率
和精度。
考虑非线性因素
将非线性因素纳入力矩分配法 中，以适应更广泛的结构类型
在力矩分配法中，将结构中的结点分为两类：基本结点和附属结点。基本结点是承 受力矩的结点，附属结点则是传递力矩的结点。
力矩分配法的原理是将所有结点的力矩自由度进行分配，通过调整传递系数来使各 结点的力矩平衡，从而求解出各个结点的位移。
刚度系数与传递系数
刚度系数是指单位力矩作用下结 点的位移，它反映了结点的刚度
结构力学力矩分配法题目大全定稿版
结构力学力矩分配法题目大全HUA system office room [HUA 16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688]力矩分配法一判断题1.传递系数C与杆件刚度和远端的支承悄况有关.（V ）2.力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比,它与外因无关.（V ）3.力矩分配法所得结果是否正确,仅需校核交于各结点的杆端弯矩是否平衡.（X ）4.力矩分配法经一个循环计算后，分配过程中的不平衡力矩（约束力矩）是传递弯矩的代数和.（V ）5.用力矩分配法计算结构时，汇交与每一结点各杆端力矩分配系数总和为1,则表明力矩分配系数的计算绝对无错误.（X ）6.在力矩分配法中，分配与同一结点的杆端弯矩之和与结点不平衡力矩大小相等，方向相同.（X ）7.力矩分配法是以位移法为基础的渐进法，这种计算方法不但可以获得近似解，也可获得精确解•（J）8.在任何情况下，力矩分配法的计•算结构都是近似的.（X ）9.力矩分配系数是杆件两端弯矩的比值.（X ）10.图示刚架用力矩分配法,求得杆端弯矩M CB二-彳厂/16（ X ）题10图题11图题12图11.图示连续梁,用力矩分配法求得杆端弯矩址C二一M/2. （X ）12.图示刚架可利用力矩分配法求解.（V ）13.力矩分配法就是按分配系数分配结点不平衡力矩到各杆端的一种方法.（X ）14.在力矩分配法中，同一刚性结点处各杆端的力矩分配系数之和等于1. （ V ）15.转动刚度（杆端劲度）S只与杆件线刚度和其远端的支承情况有关.（V ）16.单结点结构的力矩分配法计算结果是精确的.（V ）17.力矩分配法仅适用于解无线位移结构.（V ）18.用力矩分配法计算图示结构时，杆端AC的分配系数/qc =18/29. （丁）题18图题19图题21图19.图示杆AB与CD的EI, /相等，但A端的劲度系数（转动刚度）S AB大于C端的劲度系数（转动刚度）S ra. （ V ）20.力矩分配法计算荷载作用问题时，结点最初的不平衡力矩（约束力矩）仅是交于结点各杆端固端弯矩的代数和.（X ）21.若使图示刚架结点A处三杆具有相同的力矩分配系数，应使三杆A端的劲度系数（转动刚度）之比为（V ）22.有结点线位移的结构，一律不能用力矩分配法进行内力分析.（X ）23.计算有侧移刚架时,在一定条件下也可采用力矩分配法.（V ）24.有结点线位移的结构，一律不能用力矩分配法进行内力分析.（X ）二选择题1.图示结构汇交于A的各杆件抗弯劲度系数之和为则AB杆A端的分配系数为:（B ）A-□卩宀吃S A题1图题2图2.图示结构EI二常数，用力矩分配法计算时，分配系数为：（D ）A.4/11B.1/2C.1/3D.4/93.在图示连续梁中,对结点B进行力矩分配的物理意义表示（D ）A.同时放松结点B和结点CB.同时固定结点B和结点CC.固定结点B,放松结点CD.固定结点C,放松结点B题3图题4图4.图示等截面杆件,B端为定向支座,A端发生单位角位移，其传递系数为(C )A.C A^IB.C AS二1/2C.务=-lD.C A3=05.等直杆件AB的转动刚度(劲度系数)S“：(A)A与B端支承条件及杆件刚度有关B只与B端的支承条件有关C与A、B两端的支承条件有关D只与A端支承条件有关6.等直杆件AB的弯矩传递系数0： (B)A与B端支承条件及杆件刚度有关B只与B端的支承条件有关C与A、B两端的支承条件有关D只与A端支承条件有关7.当杆件刚度（劲度）系数S AB =3i时，杆的B端为：（C）A自由端B固定端C狡支承D定向支承8.力矩分配法计算得出的结果（D）A 一定是近似解B不是精确解C是精确解D可能为近似解，也可能是精确解。
9力矩分配法
CB 1
CD 0
③传递系数
1 CCB 2
CBC 0
第9章 力矩分配法
§9-3 对称结构的计算
取一半结构进行计算，注意杆件截半后，线刚度增倍。 例9-3-1 求矩形衬砌在上部土压力作用下的弯矩图。
q
A EI1 F
B
EI2
K
l2
C
解：设梁的线刚度为i1=EI1/l1 柱的线刚度为i2=EI2/l2
⑸最后一轮循环最后一个结点分配后只向其他结点传递。
第9章 力矩分配法
⑹不能同时放松相邻结点（因定不出其转动刚度和传递系数）， 但可以同时放松所有不相邻的结点，以加快收敛速度。
A
B
C
D
E
B、D同时分配后向C传递，C分配后再同时向B、D传递，如此循 环。
A
B
C
D
E
F
B、D同时分配后同时向C、E传递，C、E同时分配后再同时向B、 D传递，如此循环。
A
B
15.86 3m 3m
C M (kNm) 6m
结点
A
B
C
解：① 不平衡力矩
m
g AB
Pl 8
20 6 8
15
m
g BA
Pl 8
15
mBgC
ql2 8
9
mBg
m
g BA
mBgC
6
杆端
AB
BA BC CB ②分配系数
分配系数
4/7 3/7
固端弯矩 -15
15
-9 0
平衡
分配传递 -1.72 -3.43 -2.57 0
第9章 力矩分配法
§9-1 力矩分配法的基本概念
结构力学-力矩分配法
5.8 5097.1 －62.342－.3109.3
1,3
16 15.2 1537.6 20.9
2
－5.2 －10.3－18.2
0.762 0.238 33.3 －288
129141.1.7 60.6 －51.4
41.7 13
－9.1 288
1解,3 :
2
1,3
1) 求分配2.系7 2数.5: 2)M求1 固 7端8弯.1－矩100:.92
SBA=4×3i=12i SBC=3×4i=12i
AA －15
BB
CC
－30
M－图30（kN.m)
μBA=12i/24i=1/2 μBC=12i/24i=1/2
3）叠加1）、2）得到最后杆端弯矩。 计算过程可列表进行
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例题 2
单结点力矩分配法
用力矩分配法计算,画M图。
解：1）求μ
μAB= 4/9 μAC= 2/9
AA1155kkNN↓↓↓↓44↓↓i00↓↓=kk↓↓1NN↓↓↓↓//mm↓↓↓↓ DD
MA 10
80
mAB
M=15 i=2
mAD mAC CC
MM图图（（kkNN..mm))
22mm
22mm
44mm
A
C
D
AD
AC
CA
DA
3/9
2/9
－ 80
15
10
－10 返回
－ 65
10
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三、多结点力矩分配法
3iij
由此可见，在同一结点上各杆杆端转角相等的前提下，两杆i端的
DM ' ik
DM ik
1 2
DM
结构力学第九章习题及参考答案(7-12)
9-7试求图示等截面单跨梁的极限荷载。
梁的截面为矩形b ×h=5 cm×20 cm,s σ=235 Mpa 。
解 根据弯矩图形状，很容易判断，形成机构说，塑性铰出现在B 、D 两点，故()Pu u u 22u e Pu 11335cm 20cm 235MPa 4704kN F l M M M bh F l l l lσ-=⨯⨯====习题9-7图9-8试求图示等截面单跨梁的极限荷载。
解：梁变成机构时，任意截面的弯矩为3u23u u 11()66d ()110d 6231166M x qlx qx M l M x ql qx x x l M ql q M q l =--=-===--=9-9试求图示等截面超静定梁的极限荷载。
解： 第一跨变成机构时，()()11Pu u Pu u 181.56m 2(kN)49F M F M ⨯⨯==第二跨变成机构时，()()22Pu u Pu u 16m 1.5(kN)4F M F M ⨯⨯==极限弯矩为()2Pu Pu u (kN)F F M ==习题9-8图9-10试求图示等截面连续梁的极限弯矩。
解： 第一跨变成机构时，()211u u 1320kN/m 6m 60kNm 82M M ⨯⨯==()()()()()()()()()()2u11u u 211111u u u uu 1122u u 212u 11()22d ()1110d 221111112222211822361.92kNm 2xM x qlx qx M lM M x ql qx M x l x l qlM M M M ql l q l l M ql ql l ql M M ql ql M ql =--=--==-⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=-+-== 第二跨变成机构时，()()()222u u 1120kN/m 6m 40kN 6m 275kNm 84M M ⨯⨯+⨯⨯==第三跨变成机构时，()()33u u 1332080kN 8m kNm 106.7kNm 423M M ⨯⨯=== 极限弯矩为()3u u 106.7kNm M M ==9-11试求图示阶形柱的极限荷载。
结构力学 朱慈勉 第9章课后答案全解
第9章超静定结构的实用计算方法与概念分析习题答案9-1 试说出何为杆端转动刚度、弯矩分配系数和传递系数，为什么弯矩分配法一般只能用于无结点线位移的梁和刚架计算。
9-2 试用弯矩分配法计算图示梁和刚架，作出M 图，并求刚结点B 的转角φB 。
解：设EI=6，则5.1,1==BC AB i i53.05.13145.1347.05.131414=⨯+⨯⨯==⨯+⨯⨯=BCBA μμ结点 A BC 杆端 AB BA BC 分配系数 固端 0.47 0.53 绞支 固端弯矩 -60 60 -30 0 分配传递 -7.05 -14.1 -15.9 0 最后弯矩-67.0545.9-45.9()()()逆时针方向215.216005.6721609.4522131m KN EIEI m M m M i AB AB BA BA B ⋅-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=θ(b)解：设EI=9，则3,31,1====BE BD BC AB i i i i6m3m 3m2m6m2m12.0141333331316.0141333331436.01413333333=⨯+⨯+⨯+⨯⨯==⨯+⨯+⨯+⨯⨯==⨯+⨯+⨯+⨯⨯==BC BA BE BD μμμμ结点 A BC 杆端 AB BA BC BD BE 分配系数 固端 0.16 0.12 0.36 0.36 绞支 固端弯矩 0 0 0 45 -90 0 分配传递 3.6 7.2 5.4 16.2 16.2 0 最后弯矩3.67.25.461.2-73.8()()()顺时针方向22.1606.32102.732131m KN EIEI m M m M i AB AB BA BA B ⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=θ9-3 试用弯矩分配法计算图示刚架，并作出M 图。
(a)解：Ｂ为角位移节点设EI=8,则1==BC AB i i ，5.0==BC BA μμ 固端弯矩()m KN l b l Pab M BA ⋅=⨯⨯⨯⨯=+=4882124432222 m KN l M BC ⋅-=⋅+-=582621892 结点力偶直接分配时不变号结点 A BC 杆端 AB BA BC 分配系数 铰接 0.5 0.5 固端弯矩 0 48 -58 12 分配传递50 50 55124m 4m8m2m最后弯矩 0103 -3 12(b)解：存在B 、C 角位移结点 设EI=6，则1===CD BC AB i i i 73741413145.0141414==⨯+⨯⨯==⨯+⨯⨯==BC CB BC BA μμμμ固端弯矩： mKN M M M m KN M m KN M CDCB BC BA AB ⋅-=⨯+⨯-===⋅-=⋅-=14021808640080802结点 A BC杆端 AB BA BC CB CD 分配系数 固结 0.5 0.5 4/7 3/7 固端弯矩-80 80 0 0 -140 分配传递-20 -40 -40 -20 47.5 91.4 68.6 -11.4 -22.8 -22.8 -11.4 3.25 6.5 4.9 -0.82-1.63-1.63-0.820.6 0.45 最后弯矩-112.2215.57-15.4866.28-66.052m 6m2m2m2m 6m(c)解：B 、C 为角位移结点51411,5441454414,51411=+==+==+==+=CD CBBC BA μμμμ固端弯矩：mKN M mKN M mKN M mKN M mKN M mKN M DC CD CB BC BA AB ⋅-=⨯-=⋅-=⨯-=⋅=⨯=⋅-=⨯-=⋅=⨯=⋅=⨯=10065242003524501252450125241283424646424222222结点 A BCD 杆端 AB BA BC CB CD 滑动 分配系数 滑动 0.2 0.8 0.8 0.2 -100固端弯矩64 128 -50 50 -200 分配传递15.6 -15.6 -62.4 -31.272.48 144.96 36.24 -36.24 14.5 -14.5 -58 -29 11.6 23.2 5.8 -5.8 2.32-2.32-9.28-4.643.7 0.93 -0.93 最后弯矩96.4295.58-95.6157.02-157.03-142.974m5m5m3m96.42(d) 解：11313141413114131414145.0141414=⨯+⨯+⨯⨯===⨯+⨯+⨯⨯===⨯+⨯⨯=DBDE DC CD CA μμμμμ 固端弯矩：mKN M mKN M ED DE ⋅=⋅-=⨯-=383812422结点 A CD E 杆端 AC CA CD DC DB DE ED 分配系数 固结 0.5 0.5 4/11 3/11 4/11 固结固端弯矩0 0 0 0 0 -2.67 2.67 分配传递-5-10 -10 -546/33 92/33 69/33 92/33 46/33 -0.35 - 23/33- 23/33-0.350.127 0.096 0.127 0.064 最后弯矩-5.35-10.7-9.3-2.442.190.254.12(e)4m6m4m4m4m解：当D 发生单位转角时：()()2414-=⨯⨯=m EI K Y C 则()）假设12(441==⨯=-m EI EIM DC73,74,3716,379,371216,12,16,9,12=====∴=====∴EB ED DE DA DC DE EB DE DA DC S S S S S μμμμμ 结点 D EB 杆端 DC DA DE ED EB BE 分配系数 12/37 9/37 16/37 4/7 3/7 固结 固端弯矩0 0 -9 9 0 0 分配传递-2.57 -5.14 -3.86 -1.93 3.75 2.81 5 -2.5 -0.72 -1.43 -1.07 -0.54 0.230.18 0.31 0.16 最后弯矩3.982.99-6.985-5-2.47(f)解：截取对称结构为研究对象。
结构力学第9章 3
F 1j
F u F M14 M14 M14 M14 14 M1Fj
F u M 21 M 21 C12 M12 F u M 31 M 31 C13 M13 F u M 41 M 41 C14 M14
固端弯矩+分配弯矩
除承受本层荷载
外，还受有柱顶 剪力（柱顶以上 各层所有水平荷 载的代数和）。
谢谢大家！
S14 M S14 Z1 R1P 14 M1Fj S1 j
u 14
u C14 M 14
力矩分配法的基本原理—引例
各近端的最后弯矩：
各远端的最后弯矩：
F 1j
M12 M M M 12 M
F 12 u 12 F 12
M13 M M M 13 M
= 固端弯矩+传递弯矩
力矩分配法的基本原理—引例
力矩分配法的分析过程归纳为两步：
1.固定结点，即加入刚臂。 此时各杆端有固端弯矩，结点上有不平衡力矩，它暂时由刚 臂来承担。 2.放松结点，即取消刚臂，让结点转动。 这相当于在结点上又加入一个反号的不平衡力矩，于是结点 获得平衡。此反号不平衡力矩将按转动刚度系数大小的比例，即 分配系数，分配给各近端，于是近端得到分配弯矩，远端得到传 递弯矩。
u M 13 S13 Z1
S13 R1P 13 M1Fj S1 j
S14 M S14 Z1 R1P 14 M1Fj S1 j
u 14
力矩分配法的基本原理—引例
分配系数：
1 j
S
1
S1 j
1j
由于结点1的转动，各近端获得分配弯矩： S12 u M 12 S12 Z1 R1P 12 M1Fj S1 j
力矩分配法计算超静定结构典型例题(附详细解题过程)
力矩分配法计算超静定结构——典型例题
【例1】用力矩分配法作如图1(a)所示连续梁的弯矩图。
已知EI 为常数。
【解】该连续梁为对称结构承受对称荷载作用，可取如图1(b)所示左半结构来分析。
此时，只有一个结点转角，可以采用力矩分配法进行分析，这里记线刚度。
计算结点B 处的分配系数：
，
， 在结点B 加入附加刚臂，计算由荷载单独作用时产生的各杆端固端弯矩值
， 附加刚臂中产生的约束力矩为：
放松结点B ，力矩分配和传递的过程如图1(c)所示。
根据最后的杆端弯矩可先绘制半结构的M 图，再根据对称性可绘出整个结构的M 图，如图1(d)所示。
/i EI l =3BA S i =4BC S i =BA 3
7μ=BC 47
μ=12F AB M Fl =-14
F BA M Fl =-14
B M Fl =
-
图1
【例2】用力矩分配法作如图2(a)所示刚架的弯矩图。
已知EI 为常数。
【解】该对称刚架承受对称荷载作用，可取如图2(b)所示半结构来分析，可采用力矩分配法分析，记线刚度。
计算结点A 处的分配系数：
，
在结点A 加入附加刚臂，各杆均无固端弯矩，附加刚臂中产生的约束力矩为：
放松结点B ，将约束力矩反号后进行分配和传递，可得各杆端的分配、传递弯矩分别为：
根据各杆端弯矩值可绘制结构构的M 图，如图2(c)所示，为对称的图形。
/i EI l =3AB S i =A 3C S i =AB AC 0.5μμ==A M Fl =-12
AC AB M M Fl μμ==0C C CA BA M M ==。
结构力学力矩分配法习题
第六章超静定结构计算一一力矩分配法—、是非题1单结点结构的力矩分配法计算结果是精确的。
2、图示刚架可利用力矩分配法求解23、在力矩分配法中反复进行力矩分配及传递，结点不平衡力矩愈来愈小，主要是因为分配系数及传递系数< 1。
4、若图示各杆件线刚度i相同，则各杆A端的转动刚度S分别为：4 i , 3 i ,&用力矩分配法计算图示结构，各杆I相同，EI =常数。
其分配系数"BA = 0.8，"BC = 0.2，"BD = 0。
Ci 9、用力矩分配法计算图示结构时, 杆端AC的分配系数J AC =18 / 29。
5、图示杆AB与CD的El、I相等，但A端的转动刚度S AB大于C端的转动刚度S CD。
A10、若用力矩分配法计算图示刚架，则结点A的不平衡力矩为D—3 k=EI/I -M - Pl o166、力矩分配法中的分配系数、传递系数与外来因素（荷载、温度变化等）有关。
7、图示结构EI =常数，用力矩分配法计算时分配系数J A4= 4 / 11。
1 31DIM IPTCI BA2I1.5I_EllI I/2 I /2二、选择题1下图中哪一种情况不能用力矩分 配法计算。
△A B一 CD2、图示结构用力矩分配法计算时, C. 结点A 上作用单位外力偶时，在 AB 杆A 端产生的力矩；D. 结点A 上作用外力偶时，在AB 杆 A 端产生的力矩。
4、图示结构，EI =常数，杆BC 两端 的弯矩M BC 和M CB 的比值是： A. -1/4 ;B. —1/2 ;C. 1/4 ;D. 1/2。
A . 1 / 4 ;B . 1 2 / 2 1 ;C . 1 / 2 ;D . 6 / 1 1。
表示:A. 结点A 有单位转角时，在AB 杆A 端产生的力矩；B. 结点A 转动时，在AB 杆A 端产生 的力矩；5、结构及荷载如图所示，当结点不 平衡力矩（约束力矩）为0.125ql 2时, 其荷载应是：2 A . 4 =q , M =ql /4 ； 2 B . 5 =q , M - -ql / 4 ;2 C . q^ -q , M = ql /4 ； 2D . q 1 _-q , M - -ql / 4。
钢结构力矩分配法习题课件
B
E
0.4 0.6
i －i －i － 0.6i 0.6i
C
2/3 1/3
－i 1.0i 0.5i
－ 0.5i 0.5i
DG
k11
0.55i
0.6i
0.55i k118 4
0.5i
k11
1.1i 4
MCE3(2i) l 1.5i MBE3(2)i l 1.5i
192
96
66
36
72
0.3i
F1P 33kN
Ｍ
2
１
－
4m
4m
D
m/2
令 E 5 I， S A 1 5 ,S A 2 5 ,S A Ｍ3 0 ,S A 4 4 , １A 1 1 54
＋
4-6、定性分析图示刚架结
2i
i (a)
A
l/2 l/2
PC B
B ↓↓↓↓↓↓↓
q
iC
2i
i
(b)
A
D
l
P=1
构造(a)B点位移向右。
k11
1.1i 4
0.55i
228
0.6i
0.5i
72
24 240
代入典型方程得
1
F1P k11
120 i
24
120
求作连续梁弯矩图
M1M1MP
结语
谢谢大家！
二、多结点构造力矩分配法
① 锁住各节点，求各杆端固端弯矩及节点不平衡弯矩 〔即附 加刚臂中的约束力矩〕。
② 逐次放松节点，进展力矩分配并传递。 ③ 叠加弯矩：M=m+∑M分+∑M传
注意： 1〕单结点力矩分配法得到准确解；多结点力矩分配法得到
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1、清华5-6 试用力矩分配法计算图示连续梁，并画其弯矩图和剪力图。
C清华V图M(kN解：（1）计算分配系数：320.632440.4324BABABA BCBCBCBA BCs is s i is is s i iμμ⨯===+⨯+⨯⨯===+⨯+⨯（2）计算固端弯矩：固端弯矩仅由非结点荷载产生，结点外力偶不引起固端弯矩，结点外力偶逆时针为正直接进行分配。
3360667.51616FABFBAMPlM=⨯⨯===⋅kN m（3）分配与传递，计算列如表格。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
（5）根据弯矩图作剪力图如图所示。
0153027.60153032.63517.58.756AB BA AB AB AB BA BA BA BC CB BC CB M M V V l M M V V l M M V V l ++=-=-=++=-=--=+--==-=-=5kN 5kN kN2、利用力矩分配法计算连续梁，并画其弯矩图和剪力图。
4m1m2m2m原结构简化结构·解：（1）计算分配系数：,4,34BA BC BA BC EIi i i S i S i =====令 430.4290.5714343BC BA BA BC BA BC BA BC s s iis s i is s i iμμ======++++（2）计算固端弯矩：CD 杆段剪力和弯矩是静定的，利用截面法将外伸段从C 处切开，让剪力直接通过支承链杆传给地基，而弯矩暴露成为BC 段的外力偶矩，将在远端引起B 、C 固端弯矩。
22204101088154102020828F FAB BA F F BCCB Pl M M ql m M M ⨯=-=-=-⋅⋅⨯=-+=-+=-⋅=⋅kN m,=kN m kN m,kN m（3）分配与传递，计算列如表格。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
（5）根据弯矩图作剪力图如图所示。
00207.1415.717.8624207.1415.7112.142415415.712028.932415415.712031.0724AB BA AB AB AB BA BA BA BC CBBC BC BC CB CB CB M M V V l M M V V l M M V V l M M V V l +-+=-=-=+-+=-=--=-+⨯-+=-=-=+⨯-+=-=--=-kN kNkNkN3、9-2a 利用力矩分配法计算连续梁，并画其弯矩图。
（2）计算固端弯矩：固端弯矩仅由非结点荷载产生。
22222222224524454240,20661581080,8012123340645,1616FFABBAF FBC CB F F CDDC Pab Pba MMl l ql M M Pl M M ⨯⨯⨯⨯=-=-=-⋅==-=⋅⨯=-=-+=-⋅=⋅⨯⨯=-=-=-⋅=kN m kN mkN m kN m kN m（3）分配与传递，计算列如表格。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
4、9-3c 利用力矩分配法计算刚架，并画其弯矩图。
40.75 1.5342,43628420.42330.6231.534332846230.63220.432BA BC BA BABA BC BC BC BA BC CB CD CB CBCB CD CD CD CB CD EI B EI EI EI EIS S s s s s s s C EI EI EI EIS S s s s s s s μμμμ==⨯===⨯=====++===++=⨯===⨯=====++===++令结点：结点：，解：（1）计算分配系数：题9-2aM 图(kN·m)(d)7.5(kN ·m)3m4m1m3m(·m解：（1）计算分配系数：22 1.53 1.53,32,4246623,2,230.37533220.2533230.375332BA BC BE BA BC BE BA BA BA BC BE BC BC BA BC BE BE BC BA BC BE EI EI EIS EI S EI S EI EI S S S s s s S s s s S s s s S μμμ=⨯===⨯===⨯=========++++===++++===++++令则，（2）计算固端弯矩：刚结点处力偶不引起固端弯矩，结点外力偶逆时针为正直接进行分配。
CD 杆段剪力和弯矩是静定的，利用截面法将外伸段从C 处切开，让剪力直接通过支承链杆传给地基，而弯矩暴露成为BC 段的外力偶矩，将在远端引起B 、C 固端弯矩。
225433406100104088162162100F FFABBABC F F FABEB BE ql Pl m MM M M M M ⨯⨯⨯===⋅=-+=-+=-⋅=⋅==⋅，kN m kN m,kN m kN m（3）分配与传递，计算如图所示。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
9-3d 利用力矩分配法计算刚架，并画其弯矩图。
(a )2m4m 4m-1(d)(c )(b )解：（1）计算分配系数：4 2.5333,442,4544444,4430.332420.23244324CB CB CG CG CFCF CD CD CB CB CB CG CF CD CG CGCB CG CF CD CF CF CB CG CF CD EI EIS i EI S i EI EI EIS i EI S i EIS EIs s S S EI EI EI EI S EIs s S S EI EI EI EI S EIs s S S EI EI μμμ==⨯===⨯===⨯=======++++++===++++++==+++++0.40.1324CD CD CB CG CF CD EI EI S EIs s S S EI EI EI EIμ=+===++++++（2）计算固端弯矩：AB 杆段剪力和弯矩是静定的，利用截面法将外伸段从B 处切开，让剪力直接通过BE 杆传给地基，而弯矩暴露成为BC 段的外力偶矩，将在远端C 引起固端弯矩。
2220104201028282.545220F FBCCBF FCD DC F FCGGC m ql MM Pl M M M M -⨯=-⋅=+=+=⋅⨯==-=-=-⋅==kN m kN mkN m（3）分配与传递，计算如图所示。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
9-3e 利用力矩分配法计算刚架，并画其弯矩图。
-0.75-18.7521.130.133(d )(c )(b )1m4.5m6m(a )解：（1）计算分配系数： B 刚结点：2223,4,44.53636313BA BC BE BABC BE EI EI EI S EI S EI S EI μμμ=⨯==⨯==⨯====C 刚结点：224,463630.5CB CF CBCF EI EI S EI S EI μμ=⨯==⨯=== （2）计算固端弯矩：CD 杆段剪力和弯矩是静定的，利用截面法将外伸段从B 处切开，让剪力直接通过CF 杆传给地基，而弯矩暴露成为作用于刚结点B 的外力偶矩，将在远端C 不引起固端弯矩。
222211246722467212121212F FBCBCql ql MM=-=-⨯⨯=-⋅==⨯⨯=⋅kN mkN m 无荷载杆无固端弯矩。
（3）分配与传递，计算如图所示。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
9-3h 利用力矩分配法计算刚架，并画其弯矩图。
(c )0.1013.342.32(a )解：（1）计算分配系数： B 刚结点：4,4,440.52BA BC BABC EI EIS EI S EI EIEIμμ=⨯==⨯====C 刚结点：33,4,444440.36434340.27234CD CF CB CFCB CDEI EI EI EI S S EI S EI EIEIEI EI EI EIEI EI μμμ=⨯==⨯==⨯====++==++ （2）计算固端弯矩：222211304403044012121212338046016160FFBAAB FCD F F F BC CB CF ql ql M M Pl M M M M ==⨯⨯=⋅=-=-⨯⨯=-⋅=-=-⨯⨯=-⋅===kN m kN mkN m无荷载杆无固端弯矩。
（3）分配与传递，计算如图所示。
（4）叠加固端弯矩和分配弯矩或传递弯矩，得各杆端的最后弯矩，作弯矩图如图所示。
5、9-4b 利用对称性，采用力矩分配法计算刚架，并画其弯矩图。
8.51-0.03-1.465kN/mq=5kN/m(d )6、9-4d 利用对称性，采用力矩分配法计算刚架，并画其弯矩图。
(e)(b)2224q l --2427、9-9c 利用无剪力分配法计算刚架，并画其弯矩图。
(a )题9-9a(g)((e)(d)19.72-19.72A解：（1）由于刚架是对称的，因此可将荷载分解为正对称和反对称两部分，如上图（b ）、（c ）所示。
而正对称结点荷载作用下刚架处于无弯矩状态，原图的弯矩图只考虑反对称荷载作用。
考虑刚架和荷载的对称性，可以取半刚架如(d)所示。
由于(d)图半刚架立柱的剪力是静定的，每一跨都可以化为单跨超静定梁，因此选取如图(e)所示无剪力分配法力学计算模型。
（2）计算分配系数： A 结点：3340.92334110.083341AG AG AG AG AC AG ACAC AC ACAG AC AG AC S i S S i i S i S S i i μμ⨯⎧====⎪++⨯+⎪⎨⎪====⎪++⨯+⎩C 结点：110.073134114334120.863134114110.073134114CA CA CACA CH CE CA CH CE CH CH CH CA CH CE CA CH CE CE CE CECA CH CE CA CH CE S i S S S i i i S i S S S i i i S i S S S i i i μμμ⎧=====⎪+++++⨯+⎪⎪⨯=====⎨+++++⨯+⎪⎪=====⎪+++++⨯+⎩（2）计算固端弯矩：266kN m 2224618kN m22F FAC CA F F CE ECP l M M P l M M ⋅⨯==-=-=-⋅⋅+⨯==-=-=-⋅上上+下（）1604120kN m 2F FBC CB M M ==-⨯⨯=-⋅（3）弯矩的分配与传递计算过程如图（f ）所示。