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结构位移的分类和概念

【摘要】:由于变形,结构上各点的位置将会移动,杆件的横截面会转动,这些移动和转动称为结构的位移。同时截面A还转动了一个角度,称为截面A的角位移,用φΑ表示。此外,在计算中还将涉及另外一种位移,即相随位移。图13-2角位移一般情况下,结构的线位移、角位移或者相对位移,与结构原来的几何尺寸相比都是极其微小的。为方便计,我们将以上线位移、角位移及相对位移统称为广义位移。

结构都是由变形材料制成的,结构在荷载或者其他因素作用下将产生变形。由于变形,结构上各点的位置将会移动,杆件的横截面会转动,这些移动和转动称为结构的位移。变形是指形状的改变,位移是指某点位置或某截面位置和方位的移动。如图13-1(a)所示刚架,在荷载作用下发生如虚线所示的变形,使截面A的形心从A点移动到了A′点,线段AA′称为A点的线位移,记为ΔA,它也可以用水平线位移ΔAH和竖向线位移ΔAV两个分量来表示,如图13-1(b)所示。同时截面A还转动了一个角度,称为截面A的角位移,用φΑ表示。

图13-1 结构位移

上述线位移和角位移称为绝对位移。此外,在计算中还将涉及另外一种位移,即相随位移。如图13-2所示刚架,在荷载作用下发生虚线所示变形,截面A发生了φA角位移。同时截面B发生了φB角位移,这两个截面的方向相反的角位移之和称为截面A、B的相对角位移,即φAB=φA+φB。同理,C、D两点的水平线位移分别为ΔCH、ΔDH,这两个指向相反的水平位移之和称为C、D两点的水平相对线位移,既ΔCD=ΔCH+ΔDH

图13-2 角位移

一般情况下,结构的线位移、角位移或者相对位移,与结构原来的几何尺寸相比都是极其微小的。为方便计,我们将以上线位移、角位移及相对位移统称为广义位移。

除荷载外,温度改变、支座移动、材料收缩、制造误差等因素,也将会引起位移,如图13-3(a)、(b)所示。

图13-3 引起位移的其他因素