理论教育 机动法及单跨静定梁影响线-注册结构工程师专业考试专题精讲

机动法及单跨静定梁影响线-注册结构工程师专业考试专题精讲

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:现以如图9.3.1a所示的简支梁为例,说明机动法作静定梁影响线的方法和步骤。该体系在支座A、单位荷载F及支座反力FB的作用下保持平衡,但此时,静定梁已变成具有一个自由度的几何可变体系。图 9.3.1综上所述,用机动法作反力或内力影响线的步骤归纳如下:1)用反力或内力取代相应的约束。3)由此得到的虚位移图即为所求的影响线。所得的虚位移图即表示剪力FQC的影响线,如图9.3.3b所示。

机动法及单跨静定梁影响线-注册结构工程师专业考试专题精讲

现以如图9.3.1a所示的简支梁为例,说明机动法作静定梁影响线的方法和步骤。为求反力FB的影响线,首先用反力FB取代支座B的链杆,如图9.3.1b所示。该体系在支座A、单位荷载F及支座反力FB的作用下保持平衡,但此时,静定梁已变成具有一个自由度的几何可变体系。在B点给此体系一个约束允许的、微小的虚位移δ(向上为正),使AB杆绕A点作微小转动。于是,F=1的作用点产生的虚位移为δF,如图9.3.1c所示。根据虚功原理,所有外力如图9.3.1b,在虚移位图9.3.1c上所作的虚功之和为零,有FBδ-F=0由于F=1,得978-7-111-46312-2-Part02-539.jpg。如果作图时取,有δ=1,FB=δF

由于F是移动的,所以δF就是荷载F移动到任一点时的虚位移,由此形成的虚位移图就是反力FB的影响线,如图9.3.1d所示。

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图 9.3.1

综上所述,用机动法作反力或内力影响线的步骤归纳如下:

1)用反力或内力取代相应的约束。

2)使机构沿反力或内力的正方向产生单位虚位移。

3)由此得到的虚位移图即为所求的影响线。(www.daowen.com)

4)虚位移图在基线上侧,竖标取为正,反之,取为负。

下面以求如图9.3.2a所示简支梁截面C的弯矩剪力影响线为例,进一步说明机动法的运用。做弯矩MC的影响线时,先将截面C变为铰接,用一对弯矩代替与MC相应的联系。然后使CA、CB杆件沿MC的正方向产生单位相对转角,即α+β=1,如图9.3.2b所示。作为虚位移α+β为微小值。此时,BC杆延长线在A处的竖距aα+β)=a,C点处的竖标可按比例关系求出为978-7-111-46312-2-Part02-541.jpg。所得的虚位移图即表示Mc的影响线,如图9.3.2c所示。

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图 9.3.2

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图 9.3.3

在作剪力FQC影响线时,可将截面C处改为滑动连接,用一对正向剪力代替与剪力有关的联系,如图9.3.3a所示。然后使杆件CA、CB沿剪力的正方向产生单位相对移动,CC1+CC2=1。由于滑动连接不能转动,只能上下移动,因此,截面两侧AC1//C2B。此时,可按比例关系,求得FQC影响线C截面两侧的竖标,即978-7-111-46312-2-Part02-544.jpg978-7-111-46312-2-Part02-545.jpg。所得的虚位移图即表示剪力FQC的影响线,如图9.3.3b所示。

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