分层法,反弯点法和D值法计算内力

反弯点法例题

例：用反弯点法计算图示框架，并做出弯矩图。（括号中数据为线刚度） 解： 二层层剪力：V 2=68KN 二层柱侧移刚度： 2.7121222121?== h h i d 512 1222222 ?==h h i d 二层柱剪力：KN h h h d d d V V 13.402.122.7685122.7122.712 6822222 2121 221=?=?+???=+? = KN h h h d d d V V 87.272.125685122.712512 6822222 2122 222=?=?+???=+? = 二层柱端弯矩： m KN h V M .27.8422.413.4022121=?=? =上下 m KN h V M .53.582 2.487.2722222=?=? =上下 一层层剪力：V 1=68+52=120KN

一层柱侧移刚度： 2.7121222111?== h h i d 512 1222212 ?==h h i d 一层柱剪力：KN h h h d d d V V 82.702.122.71205122.7122.712 12022212 1111 111=?=?+???=+? = KN h h h d d d V V 18.492.1251205122.712512 12022212 1112 112=?=?+???=+? = 一层柱端弯矩： m KN h V M .46.21235.4282.70321111=??=? =下 m KN h V M .23.10635.482.7031111=?=? =上m KN h V M .54.14735 .4218.49321212=??=?? =下 m KN h V M .77.733 5.418.4931212=?=? =上 M 图略

结构力学中反弯点法计算例题2

例：用反弯点法计算图1所示刚架，并画出弯矩图。括号内数字为杆件线刚度的相对值。 图1 解：顶层柱反弯点位于柱中点 22h ，底层柱的反弯点位于柱高12 3 h 处，在反弯点处将柱切开，脱离体如图2、图3所示。 F QIF 图2 顶层脱离体 F QAD F QBE F QCF G I F E D 8 17 图3 底层隔离体 （1）求各柱剪力分配系数k k i k k μ=∑ 顶层： 2 0.286223 GD IF μμ== =?+ 3 0.428223 HE μ= =?+ 底层： 3 0.3324 DA FC μμ== =?+

4 0.4324 EB μ= =?+ （2）计算各柱剪力： 0.2868kN 2.29kN QGD QIF F F ==?= 0.4288kN 3.42kN QHE F =?= 0.325kN 7.5kN QAD QCF F F ==?= 0.425kN 10kN QBE F =?= （3）计算杆端弯矩，以节点E 为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩： 2 3.3 3.42kN 5.64kN m 22EH QHE h M F m =-? =-?=-?（反弯点位于22 h 处） 1 3.610kN 12kN m 3 3EB QBE h M F m =-? =-? =-?（反弯点位于柱12 3 h 处） 计算梁端弯矩时，先求出节点柱端弯矩之和为： 17.64kN m EH EB M M M =+=-? 按梁刚度分配： 12 17.647.84kN m 27ED M =?=? 15 17.649.8kN m 27 EF M =?=? 图3是刚架弯矩图。

反弯点法及D值法设计题

土木1204班 组员：卢焕然 邵明明 胡伟 卢鼎 刘杰 张辉 周敏 题目：试分别用反弯点法和D 值法计算下图1-1所示框架结构的内力（弯矩、剪 力、轴力）和水平位移。图中在各杆件旁标出了线刚度，其中2600i kN m = 。 图1-1： （1）反弯点法： 解：顶层柱反弯点位于柱中点 2 2 h ，底层柱的反弯点位于柱高123h 处，在反 弯点处将柱切开，脱离体如图2、图3所示。 图1-2顶层脱离体：

图1-3底层脱离体： （1）求各柱剪力分配系数k k i k k μ= ∑， 顶层： 2 0.286223 GD IF μμ== =?+ 3 0.428223 HE μ= =?+ 底层： 3 0.3324 DA FC μμ== =?+ 4 0.4324 EB μ= =?+ （2）计算各柱剪力： 0.2868kN 2.29kN QGD QIF F F ==?= 0.4288kN 3.42kN QHE F =?= 0.325kN 7.5kN QAD QCF F F ==?= 0.425kN 10kN QBE F =?= （3）计算杆端弯矩，以节点E 为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩： 2 3.33.42kN 5.64kN m 22 EH QHE h M F m =-? =-?=-?（反弯点位于 2 2 h 处） 1 3.6 10kN 12kN m 3 3EB QBE h M F m =-? =-? =-?（反弯点位于柱123 h 处） 计算梁端弯矩时，先求出节点柱端弯矩之和为：

17.64kN m EH EB M M M =+=-? 按梁刚度分配： 12 17.647.84kN m 27ED M =?=? 1517.649.8kN m 27 EF M =?=? 图1-4是刚架弯矩图： 图1-4弯矩图（单位kN m ?）： （2）D 值法： ①求各柱的剪力值： 8 17 3.78 2.51 5.64 3.78 3.13 3.78 3.78 3.78 9 12.78 5.64 9.8 7.84 12 12.783.78 18 24 18 9

反弯点法及D值法设计题

题目：试分别用反弯点法和D 值法计算下图1-1所示框架结构的内力（弯矩、剪 力、轴力）和水平位移。图中在各杆件旁标出了线刚度，其中2600i kN m =? 。 图1-1： （1）反弯点法： 解：顶层柱反弯点位于柱中点 22h ，底层柱的反弯点位于柱高12 3 h 处，在反弯点处将柱切开，脱离体如图2、图3所示。 图1-2顶层脱离体：

图1-3底层脱离体： （1）求各柱剪力分配系数k k i k k μ= ∑， 顶层： 2 0.286223 GD IF μμ== =?+ 3 0.428223 HE μ= =?+ 底层： 3 0.3324 DA FC μμ== =?+ 4 0.4324 EB μ= =?+ （2）计算各柱剪力： 0.2868kN 2.29kN QGD QIF F F ==?= 0.4288kN 3.42kN QHE F =?= 0.325kN 7.5kN QAD QCF F F ==?= 0.425kN 10kN QBE F =?= （3）计算杆端弯矩，以节点E 为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩： 2 3.33.42kN 5.64kN m 22EH QHE h M F m =-? =-?=-?（反弯点位于22 h 处） 1 3.6 10kN 12kN m 3 3EB QBE h M F m =-? =-? =-?（反弯点位于柱123 h 处） 计算梁端弯矩时，先求出节点柱端弯矩之和为： 17.64kN m EH EB M M M =+=-? 按梁刚度分配： 12 17.647.84kN m 27ED M =?=? 1517.649.8kN m 27 EF M =?=? 图1-4是刚架弯矩图：

结构力学中反弯点法计算例题

结构力学中反弯点法计算例题

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例：用反弯点法计算图1所示刚架，并画出弯矩图。括号内数字为杆件线刚度的相对值。 图1 解：顶层柱反弯点位于柱中点 22h ，底层柱的反弯点位于柱高12 3 h 处，在反弯点处将柱切开，脱离体如图2、图3所示。 F QIF F QHE F QGD G I 8 图2 顶层脱离体 F QAD F QBE F QCF G I F E D 8 17 图3 底层隔离体 （1）求各柱剪力分配系数k k i k k μ=∑ 顶层： 2 0.286223 GD IF μμ== =?+ 3 0.428223 HE μ= =?+ 底层： 3 0.3324 DA FC μμ== =?+

4 0.4324 EB μ= =?+ （2）计算各柱剪力： 0.2868kN 2.29kN QGD QIF F F ==?= 0.4288kN 3.42kN QHE F =?= 0.325kN 7.5kN QAD QCF F F ==?= 0.425kN 10kN QBE F =?= （3）计算杆端弯矩，以节点E 为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩： 2 3.33.42kN 5.64kN m 22 EH QHE h M F m =-? =-?=-?（反弯点位于2 2 h 处） 1 3.6 10kN 12kN m 3 3 EB QBE h M F m =-? =-? =-?（反弯点位于柱12 3 h 处） 计算梁端弯矩时，先求出节点柱端弯矩之和为： 17.64kN m EH EB M M M =+=-? 按梁刚度分配： 12 17.647.84kN m 27ED M =?=? 15 17.649.8kN m 27 EF M =?=? 图3是刚架弯矩图。

反弯点法

水平荷载作用下的反弯点法 1.受力特点 风荷载或水平地震对框架结构的作用，一般可简化为作用于框架节点上的水平集中力，在此荷载的作用下，框架结构上的弯矩特征如图3-2-7所示，变形如图3-2-8所示。其受力与变形具有如下特点

（1）各杆的弯矩为直线分布，且每个杆均有一个零弯矩点即反弯点； （2）在固定端处，角位移为零,但上部各层节点均有转角存在,节点的转角随梁柱线刚度比的增大而减小； （3）如忽略梁的轴向变形，同层内各节点具有相同的侧向位移，同层各柱具有相同的层间位移。

2.解题思路 鉴于框架结构在水平荷载作用下具有上述受力变形特点，如能求出各柱的反弯点位置及反弯点处的剪力，就可以利用静力平衡条件求出各杆件的内力。因此解题的关键是确定各柱反弯点的位置及反弯点处的剪力。 3.基本假定 由受力特点可知，框架受力后节点会产生转角和侧移，但根据分析，当梁与柱的线刚度之比大于3时，节点转角很小，对内力影响不大，故可忽略即转角 =0（图3-2-9），实际上这等于是把框架梁简化为一刚性梁。基本假定如下： （1）在求各柱子的剪力时，假定梁与柱的线刚度比为无穷大，即各节点转角为零；（2）在确定柱的反弯点位置时，假定除底层以外的其余各柱，受力后上下两端转角相同；(图3-2-10) （3）梁端弯矩可按梁的线刚度进行分配。

4.柱的反弯点高度 ——反弯点高度，指反弯点至柱下端的距离。 对于底层以上的各层柱，根据假定（2），各柱的上下端转角相等,则柱的上下端弯矩也应相同,所以反弯点在柱中部。对于底层柱,当柱脚固定时,柱下端转角为零(图 3-2-11(a))，上端转角为，因此柱上端弯矩比下端弯矩小,其反弯点则偏离柱中点而向 上移,可取在层高处。 各柱反弯点的高度为： 底层柱 其余各柱