结构力学的影响线及其应用.ppt
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1、结构力学结构力学 STRUCTURE MECHANICS第第10章章第第1010章章 影响线及其应用影响线及其应用10.110.1影响线的概念影响线的概念一、移动荷载对结构的作用二、解决移动荷载作用的途径1、移动荷载对结构的动力作用:启动、刹车、机械振动等。2、由于荷载位置变化,而引起的结构各处的反力、内力、位移等各量值的变化及产生最大量值时的荷载位置。1、利用以前的方法解决移动荷载对结构的作用时,难度较大。例如吊车在吊车梁上移动时,RB、MC的求解。RABAP1lRBP2dC三、影响线的概念三、影响线的概念CBAP1=1 2、影响线是研究移动荷载作用问题的工具。、影响线是研究移动荷载作用问题
2、的工具。根据叠加原理,首先研究一系列荷载中的一个,而且该荷载取为方根据叠加原理,首先研究一系列荷载中的一个,而且该荷载取为方向不变的单位荷载。向不变的单位荷载。当方向不变的单位荷载沿结构移动时,表示结构某指定处的某一量当方向不变的单位荷载沿结构移动时,表示结构某指定处的某一量值(反力、内力、挠度等)变化规律的图形,称为该量值的影响线。值(反力、内力、挠度等)变化规律的图形,称为该量值的影响线。例如:当在梁上移动时,例如:当在梁上移动时,、的变化规的变化规律就分别称为反力律就分别称为反力、弯矩、弯矩、剪力剪力影响线。影响线。第第10章章一、静力法一、静力法10.2 10.2 用静力法绘制静定结构
3、影响线用静力法绘制静定结构影响线二、简支梁的影响线二、简支梁的影响线Bx/lCBAP1=1x(l-x)/ll1RA影响线影响线1R影响线影响线把荷载放在结构的任意位置,以把荷载放在结构的任意位置,以x表示该荷载至所选坐标原表示该荷载至所选坐标原点的距离,由静力平衡方程求出所研究的量值与点的距离,由静力平衡方程求出所研究的量值与x之间的关系(影响线之间的关系(影响线方程)。根据该关系作出影响线。方程)。根据该关系作出影响线。、反力影响线、反力影响线第第10章章2、弯矩影响线、弯矩影响线BACCRBQCQCMCMCRA(1)当)当P=1作用在作用在AC段时,段时,研究研究CB:(2)当)当P=1作
4、用在作用在CB段时,段时,研究研究CB:弯矩响线也可根据反力影响线绘制。弯矩响线也可根据反力影响线绘制。第第10章章3、剪力影响线、剪力影响线BACCRBQCQCMCMCRA(1)当)当P=1作用在作用在AC段时,段时,研究研究CB:(2)当)当P=1作用在作用在CB段时,段时,研究研究CB:剪力影响线也可根据反力影响线绘制。剪力影响线也可根据反力影响线绘制。第第10章章三、影响线与量布图的关系三、影响线与量布图的关系CBAP=1l/2/2lEDMC影响线影响线yDyEyCCBAPl/2/2lEDM图图yEyCyD分析以上两种情况,竖标相同,物理意义不同。分析以上两种情况,竖标相同,物理意义不
5、同。1、影响线:表示当单位荷载沿结构移动时,结构某指定截面某一、影响线:表示当单位荷载沿结构移动时,结构某指定截面某一量值的变化情况。量值的变化情况。2、量布图(内力图或位移图):表示当荷载位置固定时,某量值、量布图(内力图或位移图):表示当荷载位置固定时,某量值在结构所有截面的分布情况。在结构所有截面的分布情况。第第10章章四、伸臂梁的影响线四、伸臂梁的影响线CBADx1xablcd 作作RA、RB、MC、QC影响线时,可影响线时,可取取A点为坐标原点,方法同简支梁;作点为坐标原点,方法同简支梁;作QD、MD影响线时,可取影响线时,可取D为坐标原点。为坐标原点。试绘制图示伸臂梁的反力影响线,
6、及试绘制图示伸臂梁的反力影响线,及C和和D截面的弯矩、剪力影响线。截面的弯矩、剪力影响线。1d/l(l+d)/lad/ld/lclab/la/lb/l1RA影响线影响线RB影响线影响线MC影响线影响线QC影响线影响线MD影响线影响线QD影响线影响线第第10章章 例例101 试作图示外伸梁的反力试作图示外伸梁的反力RA、RB、MC、QC、MD、QD、影响线以及支座影响线以及支座B截面的剪力影响线。截面的剪力影响线。第第10章章11RA影响线影响线RB影响线影响线当当P=1在在C截面以左截面以左当当P=1在在C截面以右截面以右 当当P=1在在D截面以左截面以左 当当P=1在在D截面以右截面以右a1
7、a/lab/lb/l1bMC影响线影响线QC影响线影响线DddCxBAP=1lab1MD影响线影响线QD影响线影响线111RB左左影响线影响线RB右右影响线影响线l1CxBAP=1labl2DddCxBAP=1lab1MD影响线影响线QD影响线影响线一、基本原理一、基本原理10.3 10.3 用机动法作影响线用机动法作影响线二、优点二、优点P=1XXPABP=11RA影响线影响线 以以X代替代替A支座作用,结构仍能维持平支座作用,结构仍能维持平衡。使其发生虚位移,依虚位移原理:衡。使其发生虚位移,依虚位移原理:结论:结论:为作某量值的影响线,只需将与该量值为作某量值的影响线,只需将与该量值相应
8、的联系去掉,并以未知量相应的联系去掉,并以未知量X代替;而后令所得的代替;而后令所得的机构沿机构沿X的正方向发生单位位移,则由此所得的虚位的正方向发生单位位移,则由此所得的虚位移图即为所求量值的影响线。移图即为所求量值的影响线。机动法是以虚位移原理为依据把作影响线的问题转化为机动法是以虚位移原理为依据把作影响线的问题转化为作位移图的几何问题。作位移图的几何问题。不需要计算就能绘出影响线的轮廓。不需要计算就能绘出影响线的轮廓。X X+P P=0X=P P/X=P/X令令 X=1,则则X=P第第10章章三、举例三、举例 试作图示外伸梁试作图示外伸梁C截面的弯矩、剪力影响线。截面的弯矩、剪力影响线。
9、ABP=1CbeadA+=1MC QCMC影响线影响线ab/lae/lbd/lQC影响线影响线11a/lb/le/ld/lCC1C2(1)令)令+=1,则虚位移图即,则虚位移图即为所求之为所求之MC影响线图。影响线图。由由 +=h/a+h/b=1求得求得 h=ab/l(2)令)令C1C+CC2=1,则虚位移图,则虚位移图即为所求之即为所求之QC影响线图。影响线图。由比例关系可求得由比例关系可求得 C1C=b/l ;C2=a/l第第10章章第第10章章1(e)QD影响线影响线d(c)MD影响线影响线dlABP=1l2l1D(a)外伸梁)外伸梁例103 用机动法作图示外伸梁上截面D的弯矩和剪力影响
10、线。1(b)求)求MD虚位移图虚位移图MD(d)求)求QD虚位移图虚位移图QDQD例10用机动法作多跨静定梁MK、QK、RB、MD、QE影响线(P260)。一、间接荷载对结构的作用一、间接荷载对结构的作用10.4 10.4 间接荷载作用下的影响线间接荷载作用下的影响线间接荷载对结构的作用可以视为结点荷载作用,只不过间接荷载对结构的作用可以视为结点荷载作用,只不过该荷载的大小随该荷载的大小随P=1的位置改变而变化。的位置改变而变化。第第10章章(a)原体系原体系dlAP=1DabECFB(e)QF影响线影响线11yCyDyP=1xd(b)纵梁纵梁x/d(d-x)/dCDBA(c)主梁主梁(d)M
11、F影响线影响线yCyDy二、间接荷载作用下影响线的作法二、间接荷载作用下影响线的作法三、练习:三、练习:、先作出直接荷载作用下的影响线;、先作出直接荷载作用下的影响线;2 2、将所有相邻两个结点之间影响线竖标的顶点用、将所有相邻两个结点之间影响线竖标的顶点用直线相连,即得该量值在结点荷载作用下的影响线,直线相连,即得该量值在结点荷载作用下的影响线,即间接荷载作用下的影响线。即间接荷载作用下的影响线。3 3、依据:、依据:(1 1)影响线定义;)影响线定义;(2 2)叠加原理。)叠加原理。第第10章章练习:试绘制图示结构练习:试绘制图示结构M ME E、Q QE E影响线。影响线。ME影响线影响
12、线(直直)15/83/25/45/43/4QE影响线影响线(直直)5/83/81/21/41/41/4ME影响线影响线(间接间接)QE影响线影响线(间接间接)第第10章章一、桁架上的荷载可视为间接荷载(结点荷载)一、桁架上的荷载可视为间接荷载(结点荷载)10.5 10.5 桁架的影响线桁架的影响线二、桁架影响线的绘制方法二、桁架影响线的绘制方法三、桁架影响线的绘制举例三、桁架影响线的绘制举例桁架上的荷载一般也是通过横梁和纵梁而作用于桁架的桁架上的荷载一般也是通过横梁和纵梁而作用于桁架的结点上,故可按结点上,故可按“间接荷载作用下的影响线间接荷载作用下的影响线”对待。对待。1 1、将、将P P=
13、1=1依次放在它移动过程中所经过的各结点上,分依次放在它移动过程中所经过的各结点上,分别求出各量值,即各结点处影响线竖标。别求出各量值,即各结点处影响线竖标。2 2、用直线将各结点竖标逐一相连,即得所求量值的影响、用直线将各结点竖标逐一相连,即得所求量值的影响线。线。第第10章章第第10章章FHDAB(a)l=8dah1GCEIOP=1h1h2h(一)(一)N NCECE影响线:影响线:1、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面左在截面左 侧移动,研究其右半部:侧移动,研究其右半部:2、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面右在截面右 侧移动,研究其左半部:侧移动,研究其左半部:2d/h1
14、6d/h1(b)NCE影响线影响线3d/2h1例题;试绘制图示桁架例题;试绘制图示桁架NCE、NDE、NDF、NEF影响线。影响线。第第10章章FHDAB(a)l=8dah1GCEIOP=1h1h2h2d/h16d/h1(b)NCE影响线影响线3d/2h1(二)(二)N NDEDE影响线:影响线:1、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面左在截面左 侧移动,研究其右半部:侧移动,研究其右半部:2、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面右在截面右 侧移动,研究其左半部:侧移动,研究其左半部:(8d+a)/h2(2d+a)/h2(c)NDE影响线影响线例题;试绘制图示桁架例题;试绘制图示桁架N
15、CE、NDE、NDF、NEF影响线。影响线。(d)(e)NEF影响线影响线NDF影响线影响线5d/h1/sin1/sin3d/h例题;试绘制图示桁架例题;试绘制图示桁架NFG、NCD、NFD影响线。影响线。(一)(一)N NFGFG影响线:影响线:1、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面左在截面左 侧移动,研究其右半部:侧移动,研究其右半部:2、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面右在截面右 侧移动,研究其左半部:侧移动,研究其左半部:NFG影响线影响线第第10章章(二)(二)N NCDCD影响线:影响线:1、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面左在截面左 侧移动,研究其右半部:侧
16、移动,研究其右半部:2、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面右在截面右 侧移动,研究其左半部:侧移动,研究其左半部:第第10章章NCD影响线影响线(三)(三)NFD影响线:影响线:1、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面左在截面左 侧移动,研究其右半部:侧移动,研究其右半部:2、作、作1-1截面,令截面,令P=1在截面右在截面右 侧移动,研究其左半部:侧移动,研究其左半部:第第10章章NFD影响线影响线(1 1)什么是影响线,影响线是如何定义的?)什么是影响线,影响线是如何定义的?(2 2)如何用静力法绘制影响线?)如何用静力法绘制影响线?(3 3)如何用机动法绘制影响线?如何用机动法
17、绘制影响线?复习思考复习思考影响线定义影响线定义 当方向不变的单位荷载沿结构移动当方向不变的单位荷载沿结构移动时,表示结构某一指定截面的某一量值时,表示结构某一指定截面的某一量值(反力、内力、挠度等)变化规律的图(反力、内力、挠度等)变化规律的图形,称为该量值的影响线。形,称为该量值的影响线。返回返回静力法绘制影响线静力法绘制影响线 将荷载放在结构的任意位将荷载放在结构的任意位置,以置,以x x表示该荷载至所选坐标原点的表示该荷载至所选坐标原点的距离,由静力平衡方程求出所研究的距离,由静力平衡方程求出所研究的量值与量值与x x之间的关系(影响线方程)。之间的关系(影响线方程)。根据该关系作出影
18、响线。根据该关系作出影响线。返回返回机动法绘制影响线机动法绘制影响线 为作某量值的影响线,只需将与该量为作某量值的影响线,只需将与该量值相应的联系去掉,并以未知量值相应的联系去掉,并以未知量X X代替;而代替;而后令所得的机构沿后令所得的机构沿X X的正方向发生单位位移,的正方向发生单位位移,则由此所得的虚位移图即为所求量值的影则由此所得的虚位移图即为所求量值的影响线。响线。机动法绘制影响线机动法绘制影响线 为作某量值的影响线,只需将与该量值相应的联系去掉,为作某量值的影响线,只需将与该量值相应的联系去掉,并以未知量并以未知量X X代替;而后令所得的机构沿代替;而后令所得的机构沿X X的正方向
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- 关 键 词:
- 结构 力学 影响 及其 应用
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