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建筑力学(第3版)-叠加法梁内力图

【摘要】:在小变形条件下,梁的内力、支座反力、应力和变形等参数均与荷载呈线性关系,每一荷载单独作用时引起的某一参数不受其他荷载的影响。为了便于应用叠加法绘制内力图,表9-1中给出了梁在简单荷载作用下的弯矩图,可供查用。由上例可以看出,用分段叠加法作外伸梁的弯矩图时,不需要求支座反力,就可以画出其弯矩图。

在小变形条件下,梁的内力、支座反力、应力和变形等参数均与荷载呈线性关系,每一荷载单独作用时引起的某一参数不受其他荷载的影响。所以,梁在n个荷载共同作用时所引起的某一参数(内力、支座反力、应力和变形等),等于梁在各个荷载单独作用时所引起同一参数的代数和,这种关系称为叠加原理。

1.叠加法画弯矩

根据叠加原理来绘制梁的内力图的方法称为叠加法。由于剪力图一般比较简单,因此不用叠加法绘制。下面只讨论用叠加法作梁的弯矩图。其方法为:先分别做出梁在每一个荷载单独作用下的弯矩图,然后将各弯矩图中同一截面上的弯矩代数相加,即可得到梁在所有荷载共同作用下的弯矩图。

为了便于应用叠加法绘制内力图,表9-1中给出了梁在简单荷载作用下的弯矩图,可供查用。

表9-1 单跨梁在简单荷载作用下的弯矩图

【例9-7】 试用叠加法绘制简支梁的弯矩图。

【解】 如图9-16(a)所示,简支梁AB上的荷载是由均布荷载q和跨中的集中荷载F组合而成,根据表9-1所示简支梁在均布荷载q和跨中的集中荷载F单独作用下的弯矩图,将对应图形叠加便可得到简支梁的弯矩图,如图9-16(b)所示。

图9-16

注意:当遇到叠加两个异号图形时,可在基线的同一侧相加,这样可使图形重叠部分互相抵消,而剩下的便是所求得的图形,如图9-17所示。

图9-17

2.分段叠加法求梁段的弯矩图

当梁上的荷载分布比较复杂时,可以采用分段叠加法求梁的弯矩图,方法是:用控制截面将梁分成几段,先求得各控制截面的弯矩值,在弯矩图上将各控制截面弯矩值以虚直线相连;然后以虚直线为基线,叠加以对应长度为跨度的相应简支梁在跨间荷载作用下的弯矩图。

【例9-8】 试作图9-18所示外伸梁的弯矩图。

图9-18

【解】 (1)分段。将梁分为AB、BD两个区段。

(2)计算控制截面弯矩。

AB区段C点处的弯矩叠加值为

BD区段中点E的弯矩叠加值为

(3)作M图,如图9-18所示。

由上例可以看出,用分段叠加法作外伸梁的弯矩图时,不需要求支座反力,就可以画出其弯矩图。所以,用分段叠加法作弯矩图是非常方便的。