角變與不均衡力矩二種傳播法之研討(“剛構常数與剛構分析”之補充)

本文為著者前文“剛構常數與剛構分析”之補充,其目的在將角變傳播法及不均衡力矩傳播法加以改善,以便實用。此二法均只需一個公式以計算剛構中所有各桿端之基本剛構常數(即任何二相鄰結點间之角變傳播係數),將此項公式與柯勞塞克之公式相比較,藉以指出前者較後者為便於應用,並亦可用之以直接分析較簡單之閉合式剛構,此外補充說明此法中之剛構常數與定點法之關係,剛構有側移時計算各結點角變所需之各項公式亦行求出。不均衡力矩傳播法係顧翼鹰同志最近研究所得者,既係直接以桿端力矩為計算之對象,而且只須採用不均衡力矩分配比將各結點作用於各桿端不均衡力矩之總和,一次分配,即得所求各桿端分配力矩之總值,實係力矩一次分配法之一大改進,著者將顧氏之法加以推廣与改善,使其原則簡明而計算便捷,著者認為此法係將林、柯、孟三氏法之所有優點熔冶於一爐,實可稱為现下最優之力矩一次分配法。最後列舉算例,以說明此二法在實際工作中之應用。     

用不均衡力矩及側力傳播法分析跨变剛構

凡具有曲梁、山牆式梁、摺式梁、门式梁、桁架梁或其他“跨变”横梁之剛構均可称为“跨变剛構”。跨变剛構常为高次的超靜定結構,其应力分析至为复杂。採用冗力法、最少功法或角变位移法以分析此类刚構,常嫌过繁,当结構受有多种荷載情形时,更需作多次計算,尤覺繁不堪言,頗不为实际工作者所乐用。著者於本文發表一不均衡力矩及侧力傳播法以分析此类剛構。無論剛構本身以及單个的跨变横梁是否对称,也不論組成剛構的各个桿件为等截面或为变截面,本法均可适用,因此本法之实用范圍可称广泛。 本法之基本观念可簡單描述如次:首先將作用於各結点的不均衡力矩及側力,傳播至所有其他結点之桿端,求得每一結点的不均衡力矩及侧力的总值,然后經过一次分配則可得出該結点桿端之分配力矩及分配侧力。計算所需之最終桿端力矩及侧力即为a)定端力矩或側力,b)傳播力矩或侧力,以及c)分配力矩或側力三者之和。 本法之性质属于一次分配法之范疇,共精神与我国結構学者蔡方蔭先生所得分析直桿剛構之“不均衡力矩傳播法”甚为相似,如果跨变横梁变为直桿,則本法所得計算公式即簡化而成蔡氏所得之公式。 文中举二算例,以明本法之应用。 著者認为採用此法以分析跨变剛构,不仅計算可趋精簡,且当結構承受多种荷載情形时,尤其具有显明     

桁架剛構正確分析之兩項原理

所謂“桁架剛構”即以桁架為横梁与柱相剛接之剛構。現下採用分析剛構之任一方法,以分析此項剛構时,均須採用種種特殊之假定而得近似之結果。據著者所知,中外書刊中似尚无此項剛構之正確分析法。於本文中,著者發表关於桁架剛構正確分析之兩項原理,即柱頂力矩作用与桁架跨变影響之兩项原理。前項原理使柱頂段之角夔与桁架端豎桿相同,以符合柱与桁架剛接处之連续性。後項原理指出桁架与曲梁(即拱)及折梁(即山墙式梁)相同係一種“跨变横梁”,故桁架刚構亦与拱式及山墙式剛構相同,係一種“跨变剛構”。若根據此兩项原理,分别计算柱与桁架兩端的撓曲常数,再用分析跨变刚構之任一分析法以分析此項刚構,則所得之枯果,与不作任何特殊假定用最少功法或变位法所得者完全相同。本文先說明此兩项原理及根據此兩項原理计算柱与桁架撓曲常數之方法。次取一最簡單之桁架刚構为例,證明此丙項原理之正確性。桁架刚構既与拱式及山墙式刚構同属於跨变刚構一類型,分析後者之任何方法均可用以分析前者,本文无須贅述。但取一兩跨之桁架刚構為例,列举所得之正確結果,与用近似法所得者相比较,藉以顯出近似法有相當巨大之差誤。關於階形之複式桁架刚構之分析,本文用“代替桁架”之辦法,但只說明其原則,不列出公式及算例。     

關於“剛構常數與剛構分析”的討論(五)

本學報第1卷第1舆第3期所載蔡方蔭同志的論文“剛構常數舆剛構分析”可以說是極為適時的著作。半世纪來,剛構分析的新方法像雨後春笋地層見叠出,真如蔡同志所比擬之“百花齊放”。實際上因剛構常數的多種多樣,舆這些常數多種拼合的可能,只要玩弄數學,變化公式,就不難標新立異,創造出新方法來。所以有些所謂新方法往往不過是已經確立的方法的變形,並不比它们原來的有所提高;其中因為公式過於複雜、計算過於麻煩而無實際應用價值的提出問世,更是徒滋粉擾而已。我     

對稱式斜顶披屋廠房排架的應力分析

關於披屋廠房排架的應力分析,目前已有不少切實可行的方法。但以這類排架內部組織的特殊,一般通用的基本方法,多不能為實際工作者赢得時間和精力的充分節約。本文目的,在提供一個分析對稱式斜頂披屋廠房拂架的簡便方法,予以適當修正,並可推廣應用於其他各種類型的披屋廠房排架。本法的主要特點是將排架中具有“Γ”形的曲桿當作一個基本構件,從而求出這個基本構件在兩端結點角變和位移以及荷載作用下的“形常数”與“載常數”;並將不對稱荷載件成“對稱的”與“不對稱的”兩種情形,使在分析計算過程中必須考慮平衡的結點數目诚至最少程度。     

用影響力矩解算連續梁及多層多跨排架

本文以蘇聯學者沙金博士最近出版之“用逐次互聯法計算多層排架”一書为依據,叙述在已知超靜定結構中每一結點,施以單位力矩,可以很容易地求得各桿端的影響力矩;然後依照其所受外力荷載,求得各結点處的定端力矩,分別乘以相當的影響力矩,相加之後並加以原有的定端力矩,即得各該桿端的實際力矩。若結構承受多種多样的荷載(不問其為豎向的或平向的、對稱的或不對稱的),用此篇所述之方法以推算各桿端力矩,著者認為最便利、最省時,並且適合實際工作者之需要。     

關於“剛構常數與剛構分析”的討論(六)

關於蔡方蔭先生的“剛構常數与剛構分析”這一篇文章和顧翼鷹先生對於這篇文章的討論,我也有幾點不成熟的意見,寫出來請大家指教。(1)抗戰前林氏發表“直接撓矩分配法”論文時,我覺得他的方法此撓矩分配法須更多做一些初步計算工作,纔能動手分配;同時每結點須分配一次,結點相當多時,他的方法也不怎樣方便。譬如我們有五個結點,分配時我們要寫五行數字,再加初步     

关于“用不均衡力矩及侧力传播法分析跨变剛構”的討論(二)

一、引言 在本学报第三卷第四期上所刊載的“用不均衡力矩及侧力傳播法分析跨变剛構”一文中,作者魏璉同志在蔡方蔭先生的“不均衡力矩傳播法”啟示下,对跨变剛構的分析提出了一个新的簡捷精确分析法,使原为高次超靜定結構的跨变剛構的复杂計算工作,得到了很大的改进和簡化,特別当“結搆受有多种荷載情形时,由于可以重复利用剛構常数,尤其具有显明的优越性”(見[1]第459頁)。且因該法的精神、原理及其应     

關於“剛構常數與剛構分析”的討論(四)

本學報第1卷第1,3兩期登載有蔡方蔭先生的兩篇論文。文中對於力矩一次分配法、角變傳播法、不均衡力矩傳播法,都作了深入的研究,將各該法與其他各法比較,找出各個常數間的關係,最後並推薦了改善後的不均衡力矩傳播法,這兩篇文章在結構力學理論上的貢獻颇大,可供此後從事科學研究者之參考,而蔡先生這     

鋼架砼柱剛構之分析

單層廠房採用鋼架砼柱之混合結構,極為普遍,上端鉸結時柱之應力並不受桁架彈性常數之影響,上端剛結時之分析方法,對於鋼架之截面慣矩每予假定,並代之以假想變梁,本文作者用最小功能定律以求計算桁架兩端角變常數之公式;再取二實例:一平頂屋架,一脊式屋架,用角變位移法分就無側欹、侧欹校正及單位變位彈性方程解三步驟解出共結果,與一般假定方法所得相互比較。     

关於“桁架剛構正確分析之兩項原理”的討論(一)

於跨度較大之單層廠房排架,常須採用桁架剛構,因此,在我國大規模工業建設中,桁架剛構分析的研究具有很实用的意义。分析多跨單層桁架剛構時,如採用最少功     

房屋天然地基的承載力

天然地基是最常用的房屋地基。在設計天然地基中,關鍵問題在於決定地基的承載力(許可壓力)。在一般情形房屋天然地基的承載力可以根據蘇聯重工業企業建設部1948年批准之“工業及民用房屋及構築物天然地基设计標準及技術規範”來決定。但是在某些情形下(上述規範第22條所列舉的情形),地基的承載力必须根據建築物的特殊要求和特殊的地質及其他條件單獨決定。在這些情形下,需要驗算地基土的应力和應變。本文的目的在於說明根據地基土的应力和应變決定房屋天然地基的承載力的一般步驟。顯然地,地基能安全承受的荷載只能是地基極限荷載除以適當的安全係數。本文介紹若干個地基極限荷載的計算公式,並指出它們的適用條件。對於普通房屋地基,土内某種程度的塑性變形是可以許可的,但是随房屋重要性不同和地基土的性質(例如敏感度)不同,地基土內的塑性變形必須加以不同程度的限制。本文對於長條基礎下地基土內塑性變形的發生和發展提供了簡要的討論,在大多數情形下,決定地基承載力的主要條件是沉降必須限制在適當的數值(許可沉降)以內,房屋基礎的許可沉降与房屋的使用目的,建築材料,結構類型等許多因素有關。這一方面的資料還是很缺乏的。本文介紹一些数字,作為設計的一般參考。為說明地基極限荷載及塑性變形區各     

單層房屋排架侧移之縱向分佈

關於房屋排架在風及其他側力或偏心荷載下之應力分析,英美結構書籍多令各個排架之側移各自獨立,不由其鄰近之排架分担,因此排架所需之截面較大,頗不經濟。蘇聯的先進方法係於每排柱頂,各置縱向平面聯結系一道,將所有排架於縱向聯成一體,如是則任一排架在荷載下所發生之側移,將因聯結系的作用,由若干鄰近的排架分担而相當減少。本文的目的,除於理論上證明排架侧移在縱向之此項分佈作用外,並列舉排架在集中側力(如吊車的水平制動力)及均佈側力(如風荷載)作用下,其側移縱向分佈的計算方法,以供設計工程師之參考或採用。     

關於“對稱式斜顶披屋廠房排架的應力分析”的討論(一)

呂同志能於教學百忙之中,抽暇研究剛構問題,是很值得贊佩的。原文圖1所示四種“披屋排架”均係三跨單層剛構,其中間一跨傈採用一種有跨變之曲折梁[如原圖(b)与(c)]或剛架]如原圖(a)與(b)],故均係一種所謂“跨變剛構”。若兩旁披屋亦採用有跨變之梁,如圖1—1(a)與(b)則成為三跨均有跨     

公路木橋面載重的彈性分佈

本文介紹蘇聯計算木橋面所用的載重彈性分佈理論和應用,對公式中的分佈係數的來源,加以演證。在證明公式的同時,使用了為蘇聯學者所創造並被廣泛採用來計算超靜定問题的方法——原始參變數計算法。文內並述及公式的應用。給出中梁和邊梁上載重分佈計算,及如何晝影響綫。除汽車載重的彈性分佈外,更說明了履帶車均佈載重如何驗算,這些是最近實用上常遇到的問題。     

用影響公式分析連續梁及連續架

本篇叙述分析連續梁及連續架的影響公式法。其法係令單位力矩分別作用於各個可勤結點作一個循環的力矩分配,求得各桿端撓矩之影響公式。由於此後各循環所得結果必係漸小的幾何級數,故可將此等撓矩以相應的常數除之,再加以原有的定端力矩,即得各桿端的實際撓矩,此外並略述如何利用此法,以求可動結點之侧傾。     

一般式連框桁架的分析

連框桁架的分析法甚多,但分析時若不以結點而以節间為計算撓矩之對象,則計算較為簡便,錢令希與胡海昌二氏採用此項原則,並假定同一節间中上下弦桿之抗撓勁度係相等,求得更簡易之分析法,但其應用當然受上項假定之限制,本文之目的,在將錢胡二氏之法,加以推廣使其不受上項假定之限制而可用於一股式連框桁架,關有變截面桿连框桁架之分析法,本文亦加以討論;此外並列舉若干算例,以說明此法之應用。     

桿條結構之自由度

本文述一檢定結構自由度之方法。所有桿條結構,不論立體平面,鉸接剛接,均可應用本法,所根據之原理,係由蘇聯建築力學中自由度之觀點出發,而加以擴充。文中述及二種方法,可以平行應用。不論平面結構,立體結構,鉸接結點,剛接結點,均巳涉及,並將結構內外部之自由度,視爲一事。文中準對二種方法,舉有二個例題,以為驗算之用。     

連續拱結構計算的精簡

本文提出一種連續拱的新分析法,這是一種經過處理後的逐次校正方法,它具有下列幾個特點:(1)撓矩與推力之分配各不相涉;(2)分配工作仍在墩頂進行,並將連接於墩頂之各構件間的關係隔開,因而使收斂速度增加,計算工作得大形簡化。為說明簡明起見,本文先就各拱相同和各墩相同的情形出發,但其原則完全可應用到一般性的情况上去。     

關於“剛構常數與剛構分析”的討論(二)

蔡先生這篇論文,值得我們深入研读。近数十年來剛構分析法層出不窮的被提出,每種方法各有其一套常數和演算步驟。這種紛亂雜陳的現象頗使學習結構的人感到茫無頭緒,莫知所從。這篇論文將各種已發表的分析法作了全面性的整理和總結,溯共源本,衡共得失,於是各法之基本出發點及相互短長乃得一覽而知。無疑的,這篇綜合性的論文對今後的剛構研究工作將起有重大的作用。