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支座移动引起的位移计算-结构力学

【摘要】:静定结构在支座移动时,只发生刚体位移,不产生内力和变形。这种位移可通过几何关系求得,也可应用单位力法进行计算。在式中,乘积的正负号规定为:当虚拟状态的支座反力与实际支座位移的方向一致时取正号,相反时取负号。 刚架的支座位移如图 5-19所示,试求 A 点的水平位移 ΔAx和 C 点左右截面的相对转角位移 θCC。

静定结构在支座移动时,只发生刚体位移,不产生内力和变形。这种位移可通过几何关系求得,也可应用单位力法进行计算。

图5-18

如图 5-18(a)所示静定多跨梁,当支座 B 向下移动 cB,如欲求 C 点的竖向位移,则在C 点虚设一竖向单位力=1。

根据虚功方程W=U,由于支座位移作用下静定结构不会发生变形,只有刚体位移,则总虚应变能U=0,而虚设状态的单位力所引起的对应支座反力要在支座位移 cB上做功,故虚功方程为:

一般地,当结构发生若干支座位移ic 时,位移计算公式为:

式中——虚拟状态的支座反力;

ci——实际状态的支座位移;

——虚拟状态的支座反力在实际状态的支座位移上所做虚功之和。在式(5-24)中,乘积的正负号规定为:当虚拟状态的支座反力与实际支座位移的方向一致时取正号,相反时取负号。

【例题 5-9】 刚架的支座位移如图 5-19(a)所示,试求 A 点的水平位移 ΔAx和 C 点左右截面的相对转角位移 θCC

图5-19

解:(1)求点 A 的水平位移 ΔAx

建立虚拟状态,并根据平衡条件求出各支座反力,如图 5-19(b)所示,由式(5-24)得:

(2)求点 C 左右截面的相对转角位移 θCC

建立虚拟状态,并根据平衡条件求出各支座反力,如图 5-19(c)所示,由式(5-24)得:

以上所得结果为正,表明位移实际方向与题中相同,为负则相反。