STEP7−1ではたわみ角法の基本公式について説明しました。節点の数だけ出てくる節点方程式、層の数だけ出て

くる層方程式、というようにたわみ角法では、多くの方程式を連立させて解くことになります。そのためにまず、この

STEP7−2では実際の流れ、方程式の立て方について説明していきたいと思います。

 
 Lesson27. 手順
   
 右図のような簡単なラーメンを例にして考えていきます


 @与えられた条件より、公式中の未知数
  (θ、φ、ψ、M、R)のうち、0となるも
   の、または互いに等しくなるものを探す

 

 ■たわみ角:θについて

  A、Dともに固定端 → θAB=θDC=0
  すなわち       → φAB=φDC=0
  (φAB=2EKθAB、φDC=2EKθDC

   となります。

 
  節点は直角を保つので
 
   θBA=θBC  φBA=φBC=φ  (まとめてφとする)   
   θCB=θCD  φCB=φCD=φ  (まとめてφとする)   
 
 ■部材角:Rについて
  
  はりBCの両端は回転しない ⇒ 部材角は発生しない ⇒ BC=0 ⇒ ψBC=0 (ψBC=-6EKRBC 
  
  B点とC点の水平方向への節点移動は等しい ⇒  ABDC  ψAB=ψDC=ψ (まとめる)
 
 
 A固定端モーメント:Cを計算する
 
  例題では材の中間に荷重がかかっていないので(節点にかかかっているので)、部材に固定端モーメントは
   発生しない。よってすべての固定端モーメント=0
 
 
 Bたわみ角法の基本公式を使って方程式を立てる
 
          与えられた条件を使って    ⇒
 
  MAB=K(2φAB+φBA+ψAB)+CAB    =   K(φ+ψ)   @   

  MBA=K(2φBA+φAB+ψBA)+CBA    =   K(2φ+ψ)  A

  MBC=K(2φBC+φCB+ψBC)+CBC    =   K(2φ+φ) B

  MCB=K(2φCB+φBC+ψCB)+CCB    =   K(2φ+φ) C

  MCD=K(2φCD+φDC+ψCD)+CCD    =   K(2φ+ψ)  D

  MDC=K(2φDC+φCD+ψDC)+CDC    =   K(φ+ψ)   E
 
 
 C節点方程式を立てる
 
   MBA+MBC=0  F   
 
   CB+MCD=0  G
 
 D層方程式を立てる
 
    P・h+MAB+MBA+MDC+MCD=0  H 
 
 以上の方程式を使ってこのラーメンを解いていくと・・・・
 
  式Fより、A+B 4φ+φ+ψ=0  @’
  式Gより、C+D φ+4φ+ψ=0  A’
 
  @’、A’を連立させて解くと、  φ=-1/5ψ・・・a    φ=-1/5ψ・・・b  
 
  式Hを整理して  
 
    P・h/K+3φ+3φ+4ψ=0
 
  これに式a、bを代入して整理すると
 
    ψ=−5Ph/14K・・・c
 
  式a、b、cを@ABCDEに代入してモーメントを求めることができます。