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Page 1 We know that 0 8 7 6 5 4 3 = = = = = = u u u u u u . Thus solving for unknowns and , yields 1 u 2 u ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 2 1 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 33 . 2 5 u u EI zz (8) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 333 . 2 5 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 75 . 3 1 2 1 zz EI u u (9) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 909 . 1 977 . 2 1 zz EI Thus displacements are, zz zz EI u EI u 909 . 1 and 977 . 2 2 1 = - = (10) The unknown joint loads are given by, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 977 . 2 1 375 . 0 0 5 . 0 0 0 375 . 0 0 5 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 8 7 6 5 4 3 zz zz EI EI p p p p p p (11) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 Page 2 We know that 0 8 7 6 5 4 3 = = = = = = u u u u u u . Thus solving for unknowns and , yields 1 u 2 u ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 2 1 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 33 . 2 5 u u EI zz (8) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 333 . 2 5 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 75 . 3 1 2 1 zz EI u u (9) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 909 . 1 977 . 2 1 zz EI Thus displacements are, zz zz EI u EI u 909 . 1 and 977 . 2 2 1 = - = (10) The unknown joint loads are given by, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 977 . 2 1 375 . 0 0 5 . 0 0 0 375 . 0 0 5 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 8 7 6 5 4 3 zz zz EI EI p p p p p p (11) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 The actual reactions at the supports are calculated as, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 284 . 3 715 . 1 116 . 1 489 . 1 116 . 10 716 . 5 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 4 67 . 2 0 0 9 5 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 p p p p p p p p p p p p R R R R R R F F F F F F (12) Member end actions for element 1 ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? - - - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 977 . 2 116 . 1 488 . 1 116 . 1 977 . 2 0 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 0 0 0 0 4 3 2 1 zz zz EI q q q q ? ? ? ? ? ? 0 0 EI (13) Member end actions for element 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 0 977 . 2 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 58 . 4 4 . 5 98 . 2 6 . 4 (14) Page 3 We know that 0 8 7 6 5 4 3 = = = = = = u u u u u u . Thus solving for unknowns and , yields 1 u 2 u ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 2 1 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 33 . 2 5 u u EI zz (8) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 333 . 2 5 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 75 . 3 1 2 1 zz EI u u (9) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 909 . 1 977 . 2 1 zz EI Thus displacements are, zz zz EI u EI u 909 . 1 and 977 . 2 2 1 = - = (10) The unknown joint loads are given by, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 977 . 2 1 375 . 0 0 5 . 0 0 0 375 . 0 0 5 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 8 7 6 5 4 3 zz zz EI EI p p p p p p (11) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 The actual reactions at the supports are calculated as, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 284 . 3 715 . 1 116 . 1 489 . 1 116 . 10 716 . 5 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 4 67 . 2 0 0 9 5 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 p p p p p p p p p p p p R R R R R R F F F F F F (12) Member end actions for element 1 ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? - - - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 977 . 2 116 . 1 488 . 1 116 . 1 977 . 2 0 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 0 0 0 0 4 3 2 1 zz zz EI q q q q ? ? ? ? ? ? 0 0 EI (13) Member end actions for element 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 0 977 . 2 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 58 . 4 4 . 5 98 . 2 6 . 4 (14) Member end actions for element 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 909 . 1 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 67 . 2 0 . 4 67 . 2 0 . 4 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 72 . 1 28 . 3 58 . 4 72 . 4 (15) Example 28.2 Analyse the continuous beam shown in Fig. 28.2a. Assume that the supports are unyielding. Assume EI to be constant for all members. The numbering of joints and members are shown in Fig. 28.2b. The global degrees of freedom are also shown in the figure. The given continuous beam is divided into two beam elements. Two degrees of freedom (one translation and one rotation) are considered at each end of the member. In the above figure, double headed arrows denote rotations and single headed arrow represents translations. Also it is observed that displacements from support conditions. 0 6 5 4 3 = = = = u u u u First construct the member stiffness matrix for each member. Member 1: , node points 1-2. m L 4 = Page 4 We know that 0 8 7 6 5 4 3 = = = = = = u u u u u u . Thus solving for unknowns and , yields 1 u 2 u ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 2 1 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 33 . 2 5 u u EI zz (8) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 333 . 2 5 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 75 . 3 1 2 1 zz EI u u (9) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 909 . 1 977 . 2 1 zz EI Thus displacements are, zz zz EI u EI u 909 . 1 and 977 . 2 2 1 = - = (10) The unknown joint loads are given by, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 977 . 2 1 375 . 0 0 5 . 0 0 0 375 . 0 0 5 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 8 7 6 5 4 3 zz zz EI EI p p p p p p (11) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 The actual reactions at the supports are calculated as, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 284 . 3 715 . 1 116 . 1 489 . 1 116 . 10 716 . 5 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 4 67 . 2 0 0 9 5 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 p p p p p p p p p p p p R R R R R R F F F F F F (12) Member end actions for element 1 ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? - - - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 977 . 2 116 . 1 488 . 1 116 . 1 977 . 2 0 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 0 0 0 0 4 3 2 1 zz zz EI q q q q ? ? ? ? ? ? 0 0 EI (13) Member end actions for element 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 0 977 . 2 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 58 . 4 4 . 5 98 . 2 6 . 4 (14) Member end actions for element 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 909 . 1 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 67 . 2 0 . 4 67 . 2 0 . 4 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 72 . 1 28 . 3 58 . 4 72 . 4 (15) Example 28.2 Analyse the continuous beam shown in Fig. 28.2a. Assume that the supports are unyielding. Assume EI to be constant for all members. The numbering of joints and members are shown in Fig. 28.2b. The global degrees of freedom are also shown in the figure. The given continuous beam is divided into two beam elements. Two degrees of freedom (one translation and one rotation) are considered at each end of the member. In the above figure, double headed arrows denote rotations and single headed arrow represents translations. Also it is observed that displacements from support conditions. 0 6 5 4 3 = = = = u u u u First construct the member stiffness matrix for each member. Member 1: , node points 1-2. m L 4 = The member stiffness matrix for all the members are the same, as the length and flexural rigidity of all members is the same. (1) [] 1 3 5 6 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 ' 1 3 5 6 . . ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - = zz EI k f o d Global On the member stiffness matrix, the corresponding global degrees of freedom are indicated to facilitate assembling. Member 2: , node points 2-3. m L 4 = [] 2 4 1 3 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 2 4 1 3 . . 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - = zz EI k f o d Global (2) The assembled global stiffness matrix of the continuous beam is of order 6 6 × . The assembled global stiffness matrix may be written as, [] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - - - - - = 1875 . 0 375 . 0 0 1875 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 . 1 0 375 . 0 0 5 . 0 0 0 1875 . 0 1875 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 375 . 0 0 0 0 375 . 0 375 . 0 0 . 1 5 . 0 375 . 0 5 . 0 375 . 0 0 5 . 0 2 zz EI K (3) Now it is required to replace the given members loads by equivalent joint loads. The equivalent loads for the present case is shown in Fig. 28.2c. The displacement degrees of freedom are also shown in figure. Page 5 We know that 0 8 7 6 5 4 3 = = = = = = u u u u u u . Thus solving for unknowns and , yields 1 u 2 u ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 2 1 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 33 . 2 5 u u EI zz (8) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 333 . 2 5 0 . 2 5 . 0 5 . 0 0 . 2 75 . 3 1 2 1 zz EI u u (9) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 909 . 1 977 . 2 1 zz EI Thus displacements are, zz zz EI u EI u 909 . 1 and 977 . 2 2 1 = - = (10) The unknown joint loads are given by, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 977 . 2 1 375 . 0 0 5 . 0 0 0 375 . 0 0 5 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 8 7 6 5 4 3 zz zz EI EI p p p p p p (11) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 The actual reactions at the supports are calculated as, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 284 . 3 715 . 1 116 . 1 489 . 1 116 . 10 716 . 5 715 . 0 955 . 0 116 . 1 488 . 1 116 . 1 715 . 0 4 67 . 2 0 0 9 5 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 8 7 6 5 4 3 p p p p p p p p p p p p R R R R R R F F F F F F (12) Member end actions for element 1 ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? - - - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 977 . 2 116 . 1 488 . 1 116 . 1 977 . 2 0 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 0 0 0 0 4 3 2 1 zz zz EI q q q q ? ? ? ? ? ? 0 0 EI (13) Member end actions for element 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 909 . 1 0 977 . 2 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 58 . 4 4 . 5 98 . 2 6 . 4 (14) Member end actions for element 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 909 . 1 0 1 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 67 . 2 0 . 4 67 . 2 0 . 4 4 3 2 1 zz zz EI EI q q q q ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = 72 . 1 28 . 3 58 . 4 72 . 4 (15) Example 28.2 Analyse the continuous beam shown in Fig. 28.2a. Assume that the supports are unyielding. Assume EI to be constant for all members. The numbering of joints and members are shown in Fig. 28.2b. The global degrees of freedom are also shown in the figure. The given continuous beam is divided into two beam elements. Two degrees of freedom (one translation and one rotation) are considered at each end of the member. In the above figure, double headed arrows denote rotations and single headed arrow represents translations. Also it is observed that displacements from support conditions. 0 6 5 4 3 = = = = u u u u First construct the member stiffness matrix for each member. Member 1: , node points 1-2. m L 4 = The member stiffness matrix for all the members are the same, as the length and flexural rigidity of all members is the same. (1) [] 1 3 5 6 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 ' 1 3 5 6 . . ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - = zz EI k f o d Global On the member stiffness matrix, the corresponding global degrees of freedom are indicated to facilitate assembling. Member 2: , node points 2-3. m L 4 = [] 2 4 1 3 0 . 1 375 . 0 5 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 5 . 0 375 . 0 0 . 1 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 2 4 1 3 . . 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - = zz EI k f o d Global (2) The assembled global stiffness matrix of the continuous beam is of order 6 6 × . The assembled global stiffness matrix may be written as, [] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - - - - - - - - = 1875 . 0 375 . 0 0 1875 . 0 0 375 . 0 375 . 0 0 . 1 0 375 . 0 0 5 . 0 0 0 1875 . 0 1875 . 0 375 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 1875 . 0 375 . 0 375 . 0 0 0 0 375 . 0 375 . 0 0 . 1 5 . 0 375 . 0 5 . 0 375 . 0 0 5 . 0 2 zz EI K (3) Now it is required to replace the given members loads by equivalent joint loads. The equivalent loads for the present case is shown in Fig. 28.2c. The displacement degrees of freedom are also shown in figure. Thus the global load vector corresponding to unconstrained degree of freedom is, {} ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = 67 . 6 0 2 1 p p p k (4) Writing the load displacement relation for the entire continuous beam,Read More
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