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机动法对静定梁的影响线分析

【摘要】:用静力法作影响线,需要先求影响线方程,而后才能作出相应的图形。当结构较复杂时,用静力法就更加烦琐,而且工程上有时只需画出影响线的轮廓即可,这时常采用机动法作影响线。机动法的理论基础是刚体的虚功原理。虚位移图即代表了RB影响线的形状,如图16-5所示。使AC、CB沿MC正向发生相对单位转角1,得到图16-6所示的位移图,即MC的影响线。C点影响线的值可以根据这个条件,按几何比例求得。

用静力法作影响线,需要先求影响线方程,而后才能作出相应的图形。当结构较复杂时,用静力法就更加烦琐,而且工程上有时只需画出影响线的轮廓即可,这时常采用机动法作影响线。机动法的理论基础是刚体的虚功原理

1.支座反力影响线

外伸臂梁如图16-5(a)所示。为了作反力RB的影响线,首先解除B点约束,代以约束反力RB,如图16-5(b)所示。其次令梁B端沿反力正方向产生一个微小的单位虚位移δ=1,P=1作用点相应的虚位移为y,如图16-5(c)所示。

图16-5

根据刚体的虚功原理,体系的外力虚功总和应等于零,即

于是

当令δ=1时,y将随P=1的移动而改变,并与RB相等,式(16-7)变为

说明:位移y的变化情况反映出荷载P=1移动时反力RB的变化规律。虚位移图即代表了RB影响线的形状,如图16-5(d)所示。

2.弯矩影响线

作图16-6(a)所示梁上截面C的弯矩影响线,首先解除C截面处与弯矩相应的约束,相当于在截面C处设置一个铰链,并以一对力偶MC代替转动作用,如图16-6(b)所示。使AC、CB沿MC正向发生相对单位转角1,得到图16-6(c)所示的位移图,即MC的影响线。

由δx=α+β=1,可以求出A点的值为a,再根据几何比例可求得C点的值为

图16-6

3.剪力影响线

要绘制C截面剪力的影响线,则去掉相对应的约束,将C变成定向约束,用一对力QC代替剪切作用,如图16-6(d)所示。使C沿QC正向发生相对单位位移1,得到图16-6(e)所示的位移图,即QC的影响线。由于C点是定向约束,只能在竖向滑移,所以C左右两侧梁段的位移是保持平行的。C点影响线的值可以根据这个条件,按几何比例求得。