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结构力学影响线


例:
FP=1
A
Ca K D
1
a
B FRA 影响线
1 FRB影响线
MK影响线
§5-5 机动法作影响线
• 1、原理:虚位移原理。

特点:把作反力或内力影响线的静力问
题转化为作位移图的几何问题。
• 举例说明:
D
x A
FP=1
B
E
δP
δZ
Z
D
x A
FP=1
δP
-
Z ·δZ + FP ·δP=0
∵ FP =1
• 影响线的特点: • 横坐标 —— FP=1的位置。 • 纵坐标 —— 指定量值的大小。
A
B
CD
xFP1 d FP2
A
B
CD
FRA
FRB
x
FP=1
∑MB=0
FRA×l -FP×(l-x)=0 FRA l
FRA =(l-x)/l
1
y1 y2 FRA影响线
三、影响线的用途

(1)、当荷载位置确定时,求各量值。
2、分布荷载 (均布荷载)
• 微段上的荷
A
载 qdx 可视为分
布的小集中荷载。
E
• Z=∫ y ·q dx D
•= q∫ yDE dx
• = q A0
( 5-5 )
q qdx B
C
D x
E dx
b/l
+ -
a/l
dA
-
FQC影响线
A0 — 影响线在均布荷载范围内的面积。 ( 注意有正负面积之分)
3 、用合力求影响量值 F
• 由 δZ=α+β,若使
α
β
• δZ=α+β=1 则所得
MC
到的虚位移图即为
MC的影响线。
ab/l
a 1+
MC I. L.
举例:
• 用机动法做FQC 的影响线。
• 根据虚位移原 理:
• FQC δZ+FP δP=0 • FQC= - δP / δx • 若使δZ=1 • 则所得到的虚
位移图即为FQC的 影响线。
Z P Z
B
E
δZ
Z 1
+
( 5-1 ) ( 5-2)
Z
(x)
(
1
Z
)
P
(x)
( 5-3 )
δZ ——力Z作用点沿其方向的位移,大小与Z 无关,在给定虚位移的情况下,是不变的。方向
与Z一致为正。
δP —— 与力FP =1相应的位移,荷载FP =1移 动时,随FP =1的位置不同而变化。δP 向下为正。
为了简化,令δZ=1,上式变为: Z= - δP

由此可知,使δZ =1时的虚位移δP 图就代
表了Z 的影响线,但正负号相反。
• 正负号规定:Z的影响线向上为正。

如果位移图在横坐标轴上方, δP 为负值,
而影响线为正。
2、方法步骤
• (1)、撤去与Z相应的约束,代以未知量 X。
• (2)、使体系沿Z的正方向发生位移,作 出荷载作用点的竖向位移图(δP 图)。即Z影 响线的轮廓。
A
x
FP=1
B
C
a
b
l
FQC
FP=1
δZ FQC
1
+
-
1
FQC I. L.
例:用机动法作多跨静定梁各量值影响线。
H
FP=1
A
D
E
B
2m 2m 2m 2m 2m
作 MA影响线
MA
δZ
K FC
2m 1m
6
-
6
MA影响线(m)
4
H
FP=1
A
D
E
B
2m 2m 2m 2m 2m
作 MF影响线
K FC
2m 1m
3、中间跨的剪力影响线
FP=1
D
A
C
a
b
d FRA
l
+1
d/l
FQC影响线
b/l
+ -
a/l
E B FRB e
e/l
1
-
• 仿照简支梁,可得伸臂梁中间跨的剪力影响线。
4、外伸段的弯矩影响线
f D
A
FP=1
F
E B
d
l
e
x1 FP=1MF FQF
f-
MF影响线
• 请找规律: MA 影响线? MD 影响线?
②考虑FP=1在两相邻点C、E之间纵梁上的移动情况,
FP=1到C点的距离用 x 表示,主梁在C、D两点分别受向
下的荷载:
VC
dx d
,
VE
x d
x
C
dx d
FP=1
E
d
x
d
D
FP=1作用在点x时对主梁的影响可由叠加原理求得。
FP=1在C点时,MD=yC
FP=1在E点时,MD=yE
dx
x
FP=1在距C点为x时,主梁C点的荷载为 d ,D点为d
F
B
d/2 d/2
l=4d
直接荷载 5d/8
15d/16 结点荷载 3d/4
MD影响线
(4)结间剪力影响线 FQCE 的影响线 在结点荷载的作用下主梁CE两点之间无外力,因此
主梁CD一段各截面的剪力都相等,通常称为结间剪力。
FP=1 A
C
E
F
B
x FP=1
C
E
dx d
x
d
d
1/2 1
1/4
FQCE 的影响线 1
按 Z/FP 定 x FP=1
a
b
ab/l
+
MC I.L.
四、用静力法求多跨静定梁影响线
A
FP=1
C
B
D
E
a
b
l
d
l
• 1、基本部分上的反力、内力影响线 解: 若FP=1作用在基本部分,同外伸梁。 若
FP=1作用在附属部分,则应先求出D截面剪力 影响线。
A
FP=1
C
B
a
b
l
d
作FRA影响线。
FRA
载作用的简支梁完全样同相同。 3d/4
MC影响线
FP=1 A
C d/2 Dd/2 E
F
B
(3)结间任意截面D的弯矩影响线
① 首先考虑FP=1在主梁上移动,可作出MD的影响线 为一三角形。 FP=1在AC和EB之间移动时,结点荷载作 用下的MD的影响线与直接荷载作用下的MD的影响线完 全一样。在C和E点上的竖标 yC 和 yD 也完全一样。
FRA影响线:
A
FRA=(l-x)/l
x=0, FRA= 1
FRA
x=l, FRA=0
1
FRB影响线:
∑MA=0
FRB=FP x /l= x /l
x=0 , FRB=0 x= l , FRB= 1
x
FP=1
B
l FRB
(l-x)/l +
FRA影响线
x/l
+1
FRB影响线
2、弯矩影响线
正负号规定:使梁 下部纤维受拉的弯矩 为正。
δZ 2
MF
1
-
+
2
1
1/2
MF影响线(m)
H
FP=1
A
D
E
B
2m 2m 2m 2m 2m
K FC
2m 1m
作 FRB影响线
δZ
FRB
3/2
+1 - 1/4
FRB影响线
H
FP=1
A
D
E
B
2m 2m 2m 2m 2m
作 FQH影响线 δZ
K FC
2m 1m
FQH
1+
FQH影响线
A 2m
H D
2m 2m
• (3)、令δZ=1,可定出影响线各竖标的数 值。
• (4)、横坐标以上的图形为正,横坐标以 下的图形为负。
举例:
• 用机动法做MC A 的影响线。
x C
FP=1 B
• 根据虚位移原理:
a
b
• MC (α+β)+FP δP=0 • MC= - δP / (α+β) δx a
l δZ=α+β FP=1
际荷载对该量值的影响。 • 2、荷载位置变化时,利用影响线,研究
该量值的变化规律,找最不利荷载位置。
一、求各种荷载作用下的影响
• 1、集中荷载组
A FP1 FP2
• (位置一定) 求FQC
C
a
b
l
FP3 FP4 B e
影响线相应于各荷载作用 点的竖标分别为:
y1 、y2、 y3、 y4。
由此:
y1b/l
FP=1
E
B
2m 2m
作 FQB左影响线
K FC
2m 1m
FQB左
-
1 FQB左影响线
H
FP=1
A
D
E
B
2m 2m 2m 2m 2m
作 FQB右影响线
K FC
2m 1m
FQB右
1/2 1
+
+
1/4
-
FQB右影响线
§5-6 影响线的应用
• 影响线应用分两步: • 1、荷载位置确定时,利用影响线,求实
结点荷载:荷载作用在与计算结构相连接 的构件上。
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