第8章 漸近法及其它算法簡(jiǎn)述_第1頁(yè)
第8章 漸近法及其它算法簡(jiǎn)述_第2頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

基本要求:熟練掌握用力矩分配法計(jì)算連續(xù)梁與無(wú)側(cè)移剛架;了解無(wú)剪力分配法計(jì)算符合條件的有側(cè)移剛架;了解近似法計(jì)算多層多跨剛架的基本假定及步驟;了解連續(xù)梁影響線(xiàn)。

教學(xué)內(nèi)容:﹡力矩分配法的概念

﹡多結(jié)點(diǎn)力矩分配法

﹡無(wú)剪力分配法

﹡近似法

﹡連續(xù)梁的影響線(xiàn)

第8章

漸近法及其它算法簡(jiǎn)述§8.1

力矩分配法的基本概念理論基礎(chǔ):位移法;計(jì)算對(duì)象:桿端彎矩;適用范圍:連續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架。一、基本概念1.轉(zhuǎn)動(dòng)剛度SAB:使桿端發(fā)生單位轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需在桿端施加的力矩。1SAB=4i1SAB=3iSAB=i1SAB=0ABBABAABSAB與桿的線(xiàn)剛度i(材料的性質(zhì)、橫截面的形狀和尺寸、桿長(zhǎng))及遠(yuǎn)端支承有關(guān),而與近端支承無(wú)關(guān)。SAB=4i12.傳遞系數(shù)CAB:遠(yuǎn)端彎矩與近端彎矩的比值。4i——近端彎矩其中:2i——遠(yuǎn)端彎矩傳遞系數(shù):ABMAB=4iMBA=2iABMAB=3iMBA=0傳遞系數(shù):MAB=iMBA=-iAB傳遞系數(shù):分配系數(shù)計(jì)算公式的推導(dǎo)用位移法求解該結(jié)構(gòu)。未知量:桿端彎矩:建立方程:……①M(fèi)M12M14M133.分配系數(shù):某桿的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度與該結(jié)點(diǎn)所有桿件轉(zhuǎn)動(dòng)剛度之和的比值。每個(gè)桿端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度圍繞“1”結(jié)點(diǎn)每個(gè)桿端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度之和分母是圍繞“1”結(jié)點(diǎn)每個(gè)桿端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度之和分子是每個(gè)桿端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度解方程,得:回代,得:●

求各桿的分配系數(shù)計(jì)算公式:

顯然●

求近端彎矩M=分配系數(shù)×結(jié)點(diǎn)力矩●

求遠(yuǎn)端彎矩M=傳遞系數(shù)×近端彎矩二、單結(jié)點(diǎn)的力矩分配例1.用力矩分配法計(jì)算圖示連續(xù)梁。由∑MB=0求得附加剛臂中的約束力矩:解:(1)先在結(jié)點(diǎn)B加一附加剛臂(圖(b))使結(jié)點(diǎn)B不能轉(zhuǎn)動(dòng),此步驟常稱(chēng)為“固定結(jié)點(diǎn)”。此時(shí)各桿端產(chǎn)生的固端彎矩:MFB=180-100=80kN.m(2)為了消除約束力矩MFB,應(yīng)在結(jié)點(diǎn)B處加入一個(gè)與它大小相等方向相反的力矩MB=-MFB(圖(c)),在約束力矩被消除的過(guò)程中,結(jié)點(diǎn)B即逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)到無(wú)附加約束時(shí)的自然位置,故此步驟常簡(jiǎn)稱(chēng)為“放松結(jié)點(diǎn)”。將圖(b)和圖(c)相疊加就得到圖(a)中的結(jié)果。對(duì)于圖(c),可用上述力矩分配法的基本運(yùn)算求出各桿端彎矩。計(jì)算各桿端分配系數(shù):

SBA=3iBA=3×2EI/12=EI/2

SBC=4iBC=4×EI/8=EI/2

μBA=SBA/(SBA+SBC)=0.5

μBC=SBC/(SBA+SBC)=0.5(3)最后將各桿端的固端彎矩(圖(b))與分配彎矩、傳遞彎矩(圖(c))相加,即得各桿端的最后彎矩值。三、計(jì)算步驟1.在剛結(jié)點(diǎn)上增加阻止轉(zhuǎn)動(dòng)的附加剛臂,把連續(xù)梁分解為具有固定端的單跨梁;2.計(jì)算結(jié)點(diǎn)處各桿件的彎矩分配系數(shù);3.計(jì)算各桿的固端彎矩和結(jié)點(diǎn)處附加剛臂中的約束力矩;4.把結(jié)點(diǎn)處的約束力矩取反加在結(jié)點(diǎn)處,計(jì)算分配彎矩與傳遞彎矩;5.計(jì)算實(shí)際的各桿端彎矩。近端彎矩=固端彎矩+分配彎矩遠(yuǎn)端彎矩=固端彎矩+傳遞彎矩例2.用力矩分配法計(jì)算圖示剛架,畫(huà)M圖。解:1)求分配系數(shù)μ2)計(jì)算固端彎矩ABCD2m3m2m4mi=1i=1i=240kN/m100kN15kN.mM=15MA結(jié)點(diǎn)BACD桿端分配系數(shù)BAABADACCADA4/93/92/9分配與傳遞20固端彎矩-5050-80101510-10最后彎矩-4070-6510-10M圖(kN.m)40701001080ABCD4547.565例3.用力矩分配法作圖(a)所示封閉框架的彎矩圖。已知各桿EI等于常數(shù)。解:(1)計(jì)算固端彎矩(2)計(jì)算分配系數(shù)分配系數(shù):

轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:(3)進(jìn)行力矩的分配和傳遞,求最后桿端彎矩。(4)作彎矩圖。一、原理與方法(輪流放松、逐次分配)

§8.2

多結(jié)點(diǎn)力矩分配法多結(jié)點(diǎn)力矩分配法的思路是,首先把所有結(jié)點(diǎn)鎖住,然后依次逐個(gè)放松結(jié)點(diǎn),使結(jié)構(gòu)處于“單結(jié)點(diǎn)”狀態(tài),再使用力矩分配法消去結(jié)點(diǎn)上的不平衡力矩,如此反復(fù)進(jìn)行,使結(jié)點(diǎn)不平衡力矩逐漸減小,直至可以忽略,因此,它是一種漸近法。二、計(jì)算步驟1.計(jì)算各結(jié)點(diǎn)的分配系數(shù);2.將所有中間結(jié)點(diǎn)固定,計(jì)算各桿固端彎矩;3.將各結(jié)點(diǎn)輪流放松,分配與傳遞各結(jié)點(diǎn)的不平衡力矩,直到傳遞彎矩小到可忽略為止;4.把每一桿端歷次的分配彎矩、傳遞彎矩和原有的固端彎矩相加,即為各桿端的最后彎矩。結(jié)點(diǎn)B:SBA=3iBA=3×4EI/2=6EI

SBC=4iBC=4×9EI/3=12EI

μBA=SBA/(SBA+SBC)=1/3

μBC=SBC/(SBA+SBC)=2/3例1.試用力矩分配法作圖(a)所示連續(xù)梁的彎矩圖。解:(1)計(jì)算分配系數(shù)結(jié)點(diǎn)C:SCB=SBC=12EI

SCD=4iCD=4×4EI/2=8EI

μCB=SCB/(SCB+SCD)=3/5

μCD=2/5(2)計(jì)算固端彎矩MFBA=3Pl/16=18.75kN·mMFBC=-ql2/12=-15kN·mMFCB=ql2/12=15kN·m例2.用力矩分配法計(jì)算圖示連續(xù)梁。0.4290.5710.50.54.0-2.00.00.00.00.0-4.00.861.140.570.700.940.47-3.29-1.65-3.28-1.64-0.12-0.23-0.24-0.12

0.070.05-1.780.39-3.54-2.46-0.39-4.04.0分配系數(shù)固端彎矩分配與傳遞最終彎矩iii4m4m2m2m2m6kN.m2kN2kN/mMF=-ql2/8+M/2=-4+2=-2kN·m解法一:-0.01-0.02-0.020.04解法二:2.67-2.670.00.00.00.0-4.0-1.67-1.67-0.09-0.09分配系數(shù)固端彎矩1.341.33-3.33-3.340.670.67-0.17-0.17

0.130.13分配與傳遞最終彎矩0.50.50.50.5100.670.670.340.340.660.33-0.34-0.17-1.780.37-3.53-2.47-0.37-4.04.00.070.07-0.04-0.03-0.07-0.02例3.試用力矩分配法作圖(a)所示連續(xù)梁的彎矩圖。例4.試用力矩分配法作圖(a)所示剛架的內(nèi)力圖。4I4I5I3I3I5m4m4m4m2mCABDEF20kN/m33432i=1110.750.5例5.求圖示剛架的內(nèi)力圖。解:1)求分配系數(shù)結(jié)點(diǎn)B:μBA=3/10=0.3μBC=4/10=0.4μBE=3/10=0.3μCB=4/9=0.445μCD=3/9=0.333μCF=2/9=0.222結(jié)點(diǎn)C:2)求固端彎矩BABEBCCBCFCD0.30.30.40.4450.2220.33340-41.741.7-18.5-9.3-13.9-9.33.33.34.440-41.7-9.3=-112.2-1.0-0.5-0.7-0.50.150.150.243.43.5-46.5

24.4-9.8-14.8

EB1.60.11.7FC-4.7-0.2-4.9

EABCDF43.54046.924.562.514.79.84.93.41.7M圖(kN.M)CABDEFQ圖(kN)29.150.954.545.53.71.32.5N圖(kN)49.2105.42.51.2CABDEFCABDEF例6.利用對(duì)稱(chēng)性求圖示剛架的彎矩圖。解:(1)利用對(duì)稱(chēng)性取半邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算(2)計(jì)算分配系數(shù)結(jié)點(diǎn)C:

(3)計(jì)算固端彎矩

(4)進(jìn)行力矩分配與傳遞(5)利用對(duì)稱(chēng)性繪制彎矩圖例7.圖示等截面連續(xù)梁,EI=36000kN.m2,在荷載作用下,要使梁中間跨的最大正彎矩和支座負(fù)彎矩絕對(duì)值相等,B、C支座應(yīng)升降多少?解:(1)利用對(duì)稱(chēng)取半邊結(jié)構(gòu)計(jì)算(2)設(shè)B、C下沉位移為△(3)用力矩分配法求解①求固端彎矩

分配系數(shù)固端彎矩分配與傳遞

最后彎矩②求分配系數(shù)

③進(jìn)行力矩分配與傳遞,求最后彎矩

小結(jié)

1)對(duì)于多結(jié)點(diǎn)問(wèn)題,為了使計(jì)算收斂速度加快,通常宜從不平衡力矩值較大的結(jié)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算(放松)。

2)支座沉降而非載荷因素問(wèn)題時(shí),將其視為“廣義載荷”求固端彎矩(可根據(jù)轉(zhuǎn)角位移方程或單跨超靜定梁的桿端內(nèi)力表求得)。

3)對(duì)于對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),可取半邊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算。4)不能同時(shí)放松相鄰結(jié)點(diǎn)(因定不出其轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和傳遞系數(shù)),但可以同時(shí)放松所有不相鄰的結(jié)點(diǎn),以加快收斂速度。一、應(yīng)用條件

§8.3

無(wú)剪力分配法無(wú)剪力分配法——用來(lái)求解某些特殊的有側(cè)移剛架(有側(cè)移桿件均為剪力靜定桿),是力矩分配法的特殊形式。剛架中除桿端無(wú)相對(duì)線(xiàn)位移的桿件外,有側(cè)移桿件均為剪力靜定桿。力矩分配法——求解連續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架的漸近法;PPPABCDP2P3P柱剪力圖·各梁的兩端結(jié)點(diǎn)沒(méi)有相對(duì)線(xiàn)位移(即無(wú)垂直桿軸的相對(duì)位移),這種桿件稱(chēng)為兩端無(wú)相對(duì)線(xiàn)位移的桿件?!じ髦膬啥擞邢鄬?duì)線(xiàn)位移,但剪力是靜定的(剪力可由靜力平衡條件直接求出),這種桿件稱(chēng)為剪力靜定桿件。ABB’CC’A’(a)原結(jié)構(gòu)2FP2FP(b)正對(duì)稱(chēng)FPFPFPFP=+可取半剛架計(jì)算。(d)半剛架FPFP分解為正、反對(duì)稱(chēng)問(wèn)題彎矩等于零,不必計(jì)算FPFPFPFP(c)反對(duì)稱(chēng)有側(cè)移的柱剪力是靜定的,可用無(wú)剪力分配法計(jì)算。取例:

FPFPFPADCB(a)ADCBFP2FP3FP(b)無(wú)剪力分配法可以解只有一根豎柱的剛架,且橫梁端部的鏈桿應(yīng)與柱平行的問(wèn)題。也可以推廣到單跨多層對(duì)稱(chēng)剛架等問(wèn)題。對(duì)圖示有側(cè)移剛架,則不能直接應(yīng)用無(wú)剪力分配法。因豎柱AB、CD既不是兩端無(wú)線(xiàn)位移桿件,也不是剪力靜定桿件,不符合無(wú)剪力分配法的應(yīng)用條件。ABDCEFP二、單跨單層剛架BACBACSAB=iAB

SAC=3iAC只阻止轉(zhuǎn)動(dòng)放松單元分析:ABABMAB-MABQ=0等效ABMABSAB=iAB

CAB=-1上面兩個(gè)過(guò)程主要討論剪力靜定桿件的變形和受力特點(diǎn):(2)剪力靜定桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S=i;傳遞系數(shù)C=-1。(3)AC桿的計(jì)算與以前一樣。

(1)求剪力靜定桿的固端彎矩時(shí),先由平衡條件求出桿端剪力;將桿端剪力看作桿端荷載,按該端滑動(dòng),遠(yuǎn)端固定桿件計(jì)算固端彎矩。例1.已知EI=常數(shù),用無(wú)剪力分配法求圖示剛架的彎矩圖。解:(1)求力矩分配系數(shù)

(2)求固端彎矩(3)力矩分配與傳遞,繪制彎矩圖。例2.作圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖。2m2m4m5kNABC1kN/mi1=4i2=3解:(1)求固端彎矩(2)求分配系數(shù)0.20.8-2.67-3.75-5.331.285.14-1.28-1.391.39-6.611.395.706.61M圖(kN·m)三、單跨多層剛架P1P2ABCDEP1P2ABP1MABMABBCMBCMCBP1+P21.求固端彎矩AB、BC桿是剪力靜定桿1)由靜力平衡條件求出桿端剪力;2)將桿端剪力作為荷載求固端彎矩。BCDEASBA=iABSBE=3iBESBC=iBCBCiBCQ=0iABAB2.分配與傳遞

在結(jié)點(diǎn)力矩作用下,剪力靜定的桿件其剪力均為零,也就是說(shuō)在放松結(jié)點(diǎn)時(shí),彎矩的分配與傳遞均在零剪力條件下進(jìn)行,這就是無(wú)剪力分配法名稱(chēng)的來(lái)源。CBC=-1CBA=-1例2.試求作圖示剛架在水平力作用下的彎矩圖1)固端彎矩(柱側(cè)移端修正為滑動(dòng))(下柱)(上柱)=4+8.5注意!(僅梁有軸力)

2)分配系數(shù)(柱遠(yuǎn)端修正為滑動(dòng))匯交A結(jié)點(diǎn):(B滑動(dòng))

匯交B結(jié)點(diǎn):(A、C滑動(dòng))

3)力矩分配法計(jì)算圖表半剛架圖(梁長(zhǎng)度減半加倍)§8-5力矩分配法與位移法的聯(lián)合應(yīng)用*

求解一般有結(jié)點(diǎn)線(xiàn)位移的剛架;用力矩分配法考慮角位移的影響;用位移法考慮線(xiàn)位移的影響(只取線(xiàn)位移為基本未知量)。一、解題思路基本結(jié)構(gòu)1)位移法方程荷載引起側(cè)移引起2)用力矩分配法作

圖,求作

圖,求3)代入位移法方程求解4)求內(nèi)力荷載作用側(cè)移作用[例]

試求作圖示剛架的彎矩圖。由桿端彎矩可求出柱底剪力再由整個(gè)剛架的平衡,求得解:1)位移法方程2)力矩分配法作

圖,求作

圖,求先作

圖,求再作

圖求3)由位移法方程求Δ1§8.5

近似法●

分層法——計(jì)算剛架在豎向荷載作用下的彎矩●

反彎點(diǎn)法——計(jì)算剛架在水平荷載作用下的彎矩(ib/ic≥3)●

D值法——計(jì)算剛架在水平荷載作用下的彎矩(ib/ic<3)剛架在豎向荷載作用下,為簡(jiǎn)化計(jì)算作如下假設(shè):1)結(jié)點(diǎn)的位移主要是轉(zhuǎn)角,側(cè)移很小可忽略不計(jì);2)作用在本層梁上的荷載主要對(duì)本層及上下柱子有影響,對(duì)其它層桿件的影響很小可忽略不計(jì)。一、分層法在上述假設(shè)前提下,把多層剛架分解成一層一層單獨(dú)計(jì)算,然后把每層彎矩圖疊加。根據(jù)以上假設(shè),計(jì)算可作如下簡(jiǎn)化:1)計(jì)算方法:由于剛架的側(cè)移被忽略,因此可以用力矩分配法計(jì)算。2)計(jì)算簡(jiǎn)圖:由于荷載只對(duì)本層梁及上下柱有影響,因此計(jì)算簡(jiǎn)圖只需取相關(guān)部分即可。例:取例:++++q取q56781234q5678123491011125678910111213141516101112181920141516q917132)計(jì)算分配系數(shù)時(shí),除底層柱以外其余各層柱的線(xiàn)剛度要乘折減系數(shù)0.9,傳遞系數(shù)取1/3。一層柱子的線(xiàn)剛度不需折減,傳遞系數(shù)取1/2。1)按上述4個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖,分別用力矩分配法進(jìn)行計(jì)算。3)對(duì)4個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加,主要是一層以上柱端內(nèi)力應(yīng)是兩部分之和。4)柱子彎矩由于疊加后,在結(jié)點(diǎn)處就不平衡了,這就需要在結(jié)點(diǎn)處再進(jìn)行一次分配,稱(chēng)為“彎矩調(diào)幅”,但不需再傳遞。計(jì)算時(shí)要注意以下問(wèn)題:以“1”結(jié)點(diǎn)為例:計(jì)算簡(jiǎn)圖1,力矩分配法的計(jì)算結(jié)果。兩者疊加后“1”結(jié)點(diǎn)的結(jié)果。計(jì)算簡(jiǎn)圖2,力矩分配法的計(jì)算結(jié)果?!?”結(jié)點(diǎn)的一次分配結(jié)果。10.40.6103-1.211.8-10-1.8-11.8BAMABBAMABMBA

1.側(cè)移剛度系數(shù)k(表示桿端抵抗側(cè)移的能力)二、剪力分配法k——使桿端產(chǎn)生單位側(cè)移時(shí),在桿端所施加的力。1FQ(1)兩端固定梁的側(cè)移剛度1(2)一端固定一端鉸支梁的側(cè)移剛度FQ(反彎點(diǎn))受拉方向改變的臨界點(diǎn)稱(chēng)反彎點(diǎn)的M=0——計(jì)算剛架在水平結(jié)點(diǎn)荷載作用下的彎矩

IIEI1=h由截面上部平衡∑X=0得:解:PP反彎點(diǎn)在中點(diǎn),柱端彎矩為:

(反彎點(diǎn))

兩柱側(cè)移剛度相等

2.剛架簡(jiǎn)例(橫梁抗彎剛度∞)

Fp

3.柱頂剪力分配公式

回憶力矩分配法的彎矩分配系數(shù)公式,對(duì)照加深理解。IIEI1=hI剪力分配系數(shù):分子為第j根柱子的側(cè)移剛度分母為所有柱子側(cè)移剛度之和123EI1=hFp

II[例]用剪力分配法求解。解:EI1=hFp

II兩邊柱側(cè)移剛度相等,均為中柱側(cè)移剛度為兩邊柱剪力相等,均為中柱的剪力為根據(jù)反彎點(diǎn)求作M圖I(反彎點(diǎn)在柱中)(反彎點(diǎn)在柱頂鉸)三、反彎點(diǎn)法——實(shí)質(zhì)上是剪力分配法剛架在水平荷載作用下彎矩計(jì)算的近似方法。剛架在水平荷載作用下彎矩圖有以下的特點(diǎn):1)彎矩圖全是直線(xiàn)組成;2)柱子的剪力沿桿長(zhǎng)是常數(shù);3)柱子的彎矩圖全有反彎點(diǎn);4)結(jié)點(diǎn)位移主要是側(cè)移,轉(zhuǎn)角很小。FPFPFPFP為了簡(jiǎn)化計(jì)算,作如下假設(shè):

1)剛架在水平荷載作用下,結(jié)點(diǎn)只有側(cè)移,轉(zhuǎn)角為零;2)柱子反彎點(diǎn)的高度在柱高的1/2處,多層剛架(三層以上)底層柱在柱高的2/3處。解釋一下,第2個(gè)假設(shè):反彎點(diǎn)在中間

兩端固定單元一端固定一端鉸結(jié)反彎點(diǎn)在柱頂

一層以上柱,由于假設(shè)轉(zhuǎn)角為零,因此全是兩端固定單元,因此反彎點(diǎn)在柱中。一層柱由于底部是真正的固定端,而上部剛結(jié)點(diǎn)與固定端有一定的誤差,因此反彎點(diǎn)上移取2/3柱高。

反彎點(diǎn)向支撐弱的一端移動(dòng)

對(duì)每根柱子若已知了反彎點(diǎn)的高度,又知道了剪力的話(huà),其彎矩圖就可畫(huà)出。柱的彎矩知道了,梁的彎矩就可利用結(jié)點(diǎn)平衡求出。1)求柱的剪力例如求第三層柱的剪力取n—n截面:FPFPFQ34FQ33FQ31FQ32FPFPFPFP12341234nn……①本層以上的水平力之和其中任意根柱的剪力:把②代入①式,得:……②把△3代入②式,得:其中“3”表示第3層。FPFPFQ34FQ33FQ31FQ32由上分析得到任意層任意根柱的剪力計(jì)算公式:其中:第r層第i根柱子的剪力分配系數(shù)。分子為第r層第i根柱子的線(xiàn)剛度,分母為第r層所有柱子線(xiàn)剛度之和。第r層以上所有外荷載之和。2)梁的彎矩在結(jié)點(diǎn)處按梁的線(xiàn)剛度分配柱子的彎矩。為I結(jié)點(diǎn)處第i根梁的線(xiàn)剛度。其中:為I結(jié)點(diǎn)處所有梁的線(xiàn)剛度之和。ML2ML1MZ例.用反彎點(diǎn)法計(jì)算圖示剛架的彎矩,所有桿件的i均相同。解:1)求柱的剪力2)求柱的彎矩1010101234567891011123.03.03.03)求梁的彎矩155525105515104M圖●當(dāng)梁的線(xiàn)剛度時(shí),為精確解;●當(dāng)(強(qiáng)梁弱柱)時(shí),誤差可接受。一、用靜力法繪制超靜定梁影響線(xiàn)的原理1.在靜定梁中,用靜力法繪制某量值Z影響線(xiàn)時(shí),只需利用靜力平衡條件,建立某量值與移動(dòng)荷載P=1位置的函數(shù)關(guān)系,就可以繪制出影響線(xiàn)。2.在超靜定梁中,用靜力法繪制某量值Z影響線(xiàn)時(shí),則需用超靜定某量值的解法(如力法或位移法等),求出某量值與移動(dòng)荷載P=1的關(guān)系,從而繪制出影響線(xiàn)。靜力法繪制超靜定梁影響線(xiàn),計(jì)算比較復(fù)雜,本章不做介紹。

§8.6超靜定力的影響線(xiàn)則:

Z1(x)

=δP1(x)/δ11=δP1(x)

Z1(x)①(b)δ11=1δP1(x)②(c)(2)沿Z1正方向虛設(shè)單位位移如圖

(c)(為位移狀態(tài)2)W12=Z1(x)×δ11-P×δP1(x)由功的互等得:W12=W21(1)去掉約束以未知力Z1代替如圖(b)(為力狀態(tài)1)

所得虛位移圖即量值Z的影響線(xiàn),虛位移圖形狀即量值Z的影響線(xiàn)的輪廓線(xiàn)。例:虛位移原理計(jì)算(a)圖中B支座反力

Z1=1P=1xB(a)P=1x二、用機(jī)動(dòng)法作超靜定力的影響線(xiàn)由虛功原理得:W21=0令δ11=11.撤去與所求約束力Z1相應(yīng)的約束,用Z1來(lái)代替。2.使體系沿Z1的正方向發(fā)生位移,作出荷載作用點(diǎn)的撓度圖δP1

圖,所得位移圖的形狀即為Z1的影響線(xiàn)的輪廓線(xiàn)。3.將δP1圖除以常數(shù)δ11,便確定了影響線(xiàn)的豎標(biāo)。4.橫坐標(biāo)以上圖形為正,橫坐標(biāo)以下圖形為負(fù)。靜定結(jié)構(gòu)影響線(xiàn)與超靜定結(jié)構(gòu)影響線(xiàn)的區(qū)別:1.靜定結(jié)構(gòu)是幾何不變,無(wú)多余約束體系,撤去約束后,體系為幾何可變體系。幾何可變體系的位移是剛體位移圖,是折線(xiàn)圖形。2.超靜定結(jié)構(gòu)是幾何不變,有多余約束體系,撤去約束后,體系仍為幾何不變體系。其位移圖是曲線(xiàn)圖形。三、機(jī)動(dòng)法作超靜定力影響線(xiàn)的步驟MCδ11MKδ11RCRCQC右P=1xABCDEFABCDEFMCABCDEFMKKABCDEFABCDEF例1.繪制超靜定梁MC、MK、RC、QC右的影響線(xiàn)的形狀。例2.求圖示連續(xù)梁支座彎矩MB的影響線(xiàn)。10.50.256m6m6mABCDxP=1MB=1梁在Z1作用下的M1圖MB=1梁在Z1作用下的位移圖解:(1)繪制連續(xù)梁支座彎矩MB的影響線(xiàn)的形狀(2)繪制連續(xù)梁在支座彎矩MB=1作用下的彎矩圖,求出δ116m6m6mABCDAB:BC:x1P=1x2P=1x3P=1CD:10.50.25MB=1(3)計(jì)算每跨的撓度方程ABCD-0.123m-0.346m-0.389m-0.497m-0.520m-0.281m0.151m0.175m0.108mAB:BC:CD:支座B處彎矩MB影響線(xiàn)*例3.用機(jī)動(dòng)法繪制圖示連續(xù)梁支座B的彎矩影響線(xiàn)。5m

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