移动荷载是指荷载的作用位置在结构上是可以移动的,例如厂房中吊车荷载、桥梁上的车辆荷载等。工程设计中常需要确定结构中某指定位置某项量值S(如反力、弯矩或剪力等)在移动荷载作用下产生的最大值,这就要研究移动荷载的最不利荷载位置。因为一旦确定了最不利荷载位置,就可以把移动荷载作用下的结构计算问题转化为固定荷载作用下的计算问题,利用固定荷载作用下的计算方法求出某指定位置某项量值S的最大值或最小值,为结构设计提供所需要的数据。
由于移动荷载通常是由很多个间距不变的竖向集中荷载或竖向均布荷载所组成的,因此,我们可以先研究一个竖向的单位集中荷载P=1在结构上移动时某一量值的变化规律,然后根据叠加原理再进一步研究各种实际移动荷载作用下产生的该量值的最大值。
影响线是指单位集中移动荷载P=1作用下,某截面某量值变化规律的图形。
某量值的影响线上某一纵坐标表示单位荷载移到该位置时,该量值的大小。影响线是研究移动荷载的最不利位置和计算内力的最大值或最小值的有效工具。
图 9.1.1
如图9.1.1a所示为一简支梁,现研究当竖向单位集中荷载P=1在梁上移动时,支座反力RB的变化规律及其图线。
设A点为坐标原点:横坐标x为荷载P=1的作用位置,纵坐标y表示支座反力RB的大小。由平衡条件∑MA=0,设反力以向上为正,可求出支座反力RB:(www.daowen.com)
上式就是RB的影响线方程,这是x的一次函数,故RB的影响线是一条直线,
当x=0时,RB=0
当x=l时,RB=1
如图9.1.1b所示,在绘影响线时,通常规定正值的纵距绘在基线的上方。
图9.1.1b中的影响线形象地表明了支座反力RB随竖向单位移动荷载P=1,在梁上移动时的变化规律。当荷载P=1移动到A、1、2(1、2分别为跨度的三分点)和B几个等分点上时,支座反力RB的数值相应的分别为0、、和1。
在绘制影响线时,竖向单位集中荷载P=1(简称单位荷载)不带任何量纲,是一个无名数,则反力RB的影响线的纵距也是无名数。
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