结构力学——影响线.

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结构力学第八章 影 响 线

结构力学第八章 影 响 线

与其他截面上的弯矩无关。
(4) 绘制规定不同 MC的影响线中的正弯矩画在基线的上方, 负弯矩画在基线的下方,标明正负号。
★第三节
结点荷载作用下梁的影响线
(1)支座反力FRA和FRB的影响线
(2)MC的影响线 C点正好是结点。
(3) MD的影响线 (4) FQCE的影响线 力,以FQCE表示。 MD的影响线如图8-5c所示。 在结点荷载作用下,主梁在C、E两点之间
3.弯矩影响线作法 由此得简支梁作弯矩影响线简易作法:先作一基线,在基线对
应所作弯矩影响线截面处作一竖线,其值为ab/l,连接A、B两
端,即为此截面弯矩的影响线,如图8-2e所示。 弯矩影响系数其量纲为L,单位为m
3.弯矩影响线作法 【例8-1】试用静力法绘制图8-3所示外伸梁的FAy、FBy、FQC、 MC 、FQD、MD的影响线。 【解】(1)绘制反力FAy、FBy的影响线。取A点为坐标原点,横 坐标x向右为正。当荷载F=1作用于梁上任一点x时,分别求得 反力FAy、FBy的影响线方程为
这就是FRB的影响线方程。由此方程知,FRB的影响线是一条
直线。在A点,x=0,FRA=0。在B点,x=1,FRB=1。利用这 两个竖距便可以画出FRB的影响线,如图8-2b所示。
(2) 支座反力FRA影响线作法 将FP=1放在任意位置,距A点为x。由平衡条件 解得 这就是FRA的影响线方程。由此方程知,FRA的影响线也是一
1.支座反力的影响线 (1) 支座反力FRB影响线作法 如图8-2a所示简支梁,将FP=1放 将FP=1放在任意位置,距A点为x。
在任意位置,距A点为x。
(2) 支座反力FRA影响线作法
(1) 支座反力FRB影响线作法 如图8-2a所示简支梁,将FP=1放在任意位置,距A点为x。 由平

结构力学教程——第8章 影响线

结构力学教程——第8章 影响线

P1 P2 Pk
PN
C
a
b
dx dy1
y1 y2 yk h
yN
MC影响线
dyk+1 dx
MC (x) =P1y1 + P2y2 + Pkyk +…+ PNyN
dMC (x) =P1dy1 + P2dy2 + Pkdyk +…+ PNdyN
dMC (x) =dy1 (P1+ P2 +…+ Pk)+dyk+1 (Pk+1+ Pk+2 +…+ PN)
横坐标以 下的图形,影响线系数取负号。
例:机动法作简支梁C点弯矩和剪力的影响线。 x P=1
A
C
B
a
b
l
解:弯矩的影响线
ab/l
1
b
A
C
B
MC
x P=1
A
C
B
a
b
l
解:剪力的影响线
b/l
1
A
C
B
QC
a/l
小结
机动法作影响线的步骤
撤去与Z相应的约束,代以未知力Z。 使体系沿Z的正方向发生位移,作出δP图, 既为Z的影响线的轮廓。 令δz=1,可定出影响线的竖距。 横坐标以上的图形,影响线系数取正号;
P1
RL Pk RR
a
b
RL Pk RR
a
b
R L Pk 7 2 > R R 4.5
求QC
q
A
C
B
dx
b
l
QC
a
y
l
QC

结构力学-影响线

结构力学-影响线
2、研究方法:利用分解和叠加的方法,将多个移动荷载视 为单位移动荷载的组合。先研究单位移动荷载作用下的 反力和内力变化规律,再根据叠加原理解决多个移动荷 载作用下的反力和内力计算问题,以及最不利荷载的位 置问题。
4 / 87
第八章 影响线 第一节 影响线的概念
3、影响线的定义:当单位移动荷载FP=1在结构上移动时, 用来表示某一量值 Z 变化规律的图形,称为该量值 Z 的 影响线。
FDy =
x d
FDy
M k = FCy yC + FDy yD
=
(1 −
x d ) yC
+
x d
yD
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第八章 影响线
第四节 结点荷载下的影响线
结点荷载下影响线特点
1、在结点处,结点荷载 A
与直接荷载的影响线竖标相
同。
RA
2、相邻结点之间影响线
为一直线。
结点荷载下影响线作法 1、以虚线画出直接荷载 作用下有关量值的影响线。 2、以实线连接相邻结点 处的竖标,即得结点荷载作 用下该量值的影响线。
C
ab/l

I.L.MC

26 / 87
第八章 影响线
第三节 机动法作静定梁的影响线
虚功法做影响线举例
多跨静定梁含基本部分和附属部分,用机动法比较方便。
KE
FP=1J
F
A
\ \
⊕ 1 ⊕ ⊕
B
C
1多跨静定梁的
影响线与某物
理量虚位移图
关1 系?
D
I.L.FBy
I.L.M⊕K
\
I.L.FQJ27 / 87
所作虚位移图要满足支承连接条件!如有竖向支 撑处,不应有竖向位移。定向连接处左右杆段位移后 要互相平行等。

结构力学课件 第四章 影响线

结构力学课件 第四章 影响线
FP C
ab F l
MC的变化规律
• 分析:
A
a
D
B b
1. 该图线的含义:每一纵坐标值都是MC的值;不同点的纵坐标值代表FP移
动到不同位置时MC的大小。(举例说明) 2. 每一点的MC与FP均成正比,其比例系数称为MC的影响系数,用 M C 表
示,即 M C
MC 。 若将该影响系数的变化规律用图线来表示,则该图线 F
d 3
5d 12
MD影响线
1 6
5d 6
FQD影响线
2 3
5 6
1 3
x
FP=1
F
d d
1 3 2 3 1 3
d
d
d
FQF影响线
1 2
1 3
1 3
1 2
1 6
1 3
FQF左影响线
2 3
5 6
1 3
FQF右影响线
x
FP=1
2d 3
E
d d d d d
1
FQE影响线
2d 3
ME影响线
§4-4 静力法作桁架的影响线
就称为MC的影响线。
二、 影响线
F P=1
A
a
C
ab ab F ll
b
B
M 的影响线 M 的变化规律 C C • 定义:在单位移动荷载FP=1作用下,表示结构上某量值Z的变化规律的图线, 称为Z的影响线。 • 说明:1. Z可以是反力、弯矩、剪力、轴力 2. 求Z的影响线,就是求在单位移动荷载FP=1作用下Z的大小。 3. 在Z的影响线中,横坐标表示的是FP=1的作用位置; 纵坐标表示 的是影响系数 Z 的大小。 (比较:弯矩图、弯矩影响线) • 计算方法:1.静力法 2.机动法(虚功原理)

结构力学第五章影响线

结构力学第五章影响线

确定连续梁的截面尺
确定连续梁的应变分 布
寸 确定连续梁的边界条
件 确定连续梁的位移分
确定连续梁的应力影 响线

影响线的应用
第五章
确定最不利荷载位置
影响线:表示结 构在某种荷载作 用下的位移、应 力、应变等物理
量的变化规律
确定最不利荷载 位置:通过影响 线分析找出结构 在特定荷载作用 下的位移、应力、 应变等物理量最 大或最小的位置
影响线的绘制
第六章
利用uCD软件绘制影响线
打开uCD软件新建或打开已有图纸
选择“绘图”工具栏选择“直线”工具
在图纸上绘制影响线注意保持线条的连续性和准确性
使用“标注”工具对影响线进行标注包括长度、角度等
使用“修改”工具对影响线进行修改和调整确保其符合设 计要求
保存图纸完成影响线的绘制
模型建立: 建立结构模 型包括几何 形状、材料 属性、荷载 条件等
影响线计算: 在软件中设 置影响线计 算参数如影 响线类型、 计算范围等
结果查看: 查看影响线 计算结果包 括影响线形 状、最大值、 最小值等
结果输出: 将影响线结 果输出为图 形或表格便 于查看和分 析
绘制步骤和注意事项
确定影响线的类型:静力影响线、动力影响线等 确定影响线的范围:根据题目要求确定影响线的范围 绘制影响线:按照题目要求绘制影响线 注意事项:注意影响线的准确性避免错误绘制影响线
绘制简支梁的影 响线
计算简支梁的最 大弯矩和最大剪

确定简支梁的临 界荷载和临界位

绘制简支梁梁影响线的步骤
确定连续梁的荷载条
确定连续梁的荷载分 布
确定连续梁的位移影 响线

确定连续梁的弹性模 量

结构力学影响线的特点

结构力学影响线的特点

结构力学影响线的特点
1. 发散性:影响线由一个集中载荷点或集中力引起,从载荷点或力的作用点向外发散,呈放射状分布。

2. 方向性:影响线与结构的载荷点或作用力的方向相一致,可以沿载荷点或作用力的方向延伸,反映了载荷或力对结构产生影响的方向。

3. 大小代表影响强度:影响线的长度和宽度可以表示载荷或作用力对结构的影响强度,即长度和宽度越大,代表影响强度越大。

4. 等效原理:线性结构可以用等效载荷或等效力来简化计算,等效载荷或力的作用点处于影响线上,从而能够代表整个载荷或力的影响。

5. 联结点:影响线之间的交点称为联结点,联结点的位置和数量取决于结构的几何形状和载荷或力的作用方式,与结构的强度和刚度有关。

总之,影响线是结构力学中一种用来分析和计算结构受力的有效工具,通过影响线的特点可以确定载荷或力对结构的影响方向、大小和作用点。

结构力学第五章影响线

结构力学第五章影响线

6d/5h
FN1影响线(上承)
3d/h
31
求FN1的影响线(下承)
当FP=1在结点E左侧,取截面I-I以右为 隔离体:
MF 0 FN11 h(FRB3d)M F 0/h
当FP=1在结点F右侧,取截面I-I以左为
隔离体:
MF 0
F N11 h(F RA2d)M F 0/h
M
0 F
相应简支梁F截面的弯矩。
题是求移动荷载的最不利位置问题。
3
2)对于给定的移动荷载组,简支梁AB上哪 个截面的弯矩当移动荷载在什么位置时取得最 大值?该问题是简支梁绝对最大弯矩的求解问 题。
此外,还要讨论简支梁和连续梁的内力包络 图的画法等问题。
为求解以上问题,首先要讨论结构影响线的 求解。实际移动荷载是由若干集中力及均布荷 载组成的,而且每个集中力的大小也不同。但 我们首先要讨论的是具有共性的问题,即单个 移动荷载FP=1在结构上移动时结构内力和位移 的变化规律。
当FP=1在结点D右侧,取截面I-I以左为隔离体:
33
Fy 0
2 FN2h 4h2d2 FRA0
4h2 d 2
h
2
F N 2F R A 4h 2 2h d24h 2 2h d2F Q 0 C D
d/2
4h2 d 2
4h2 d 2
4h
2h
C
B
A
D
3 4h2 d 2
20h
FN2影响线(上承)
求FN2的影响线(下承)
如图简支梁AB,荷载FP=1在上部纵梁上移动, 纵梁支在横梁上,横梁由主梁支承。求主梁AB
某截面内力Z的影响线。
x
FP=1
A
CK D
B

结构力学—影响线

结构力学—影响线

0.75 1.0
P1
P2
RB P1 y1 P2 y2
l
RB
定义:当单位荷载(P=1)在结构上移动时,表示结构某一指
定2截021/面6/24中某项内力变化规律的曲线,称为该项内力的影响线6 。
无论是研究结构在移动荷载作用下的内力变化规律或最不利荷载 位置,内力影响线都是最基本的工具。
影响线有两种画法;静力法和机动法。
B
dx
b
l
a
y
l
QC P1 y1 P2 y2 P3 y3
I.L QC
B
QC
q dx y
A
B
qA ydx
I.L QC
q AB
AB-影响线面积代数和
24
二、求荷载的最不利位置
如果荷载移到某一个位置,使某一指定内力达到最大值(+、-), 则此荷载所在位置称为最不利位置。
我们可以利用影响线来确定最不利位置,对比较简单的情况可以直观 地判断最不利位置。
c
5.6m
3m
6m
3m
14m
1.8m
3.36m
d
4m
8m
1.6m
I .L M C
设 PK 15kN 置于截面C处由判别式有:
x
0,
Ri
tgi
10
15
3.36 5.6
5
20
3.36 8.4
5
0
x
0,
Ri
tg i
10
3.36 5.6
15
5
20
3.36 8.4
10
0
Mmax 83kN m
2)确定内力的最大值及相应的荷载位置——最不利荷载位置。 方法:在各种荷载中抽象出单位荷载(P =1)。
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第八章 影响线
学习内容
影响线的概念,用静力法和机动法作静定梁的影响线, 影响量的计算和最不利荷载位置的确定,连续梁影响线形状 的确定和最不利活荷载位置的确定。
学习目的和要求
目的:影响线是研究移动荷载在结构上移动时结构某固定 位置的反应(包括力的反应和位移反应)的工具, 是桥梁结构设计的必备知识。 要求:掌握影响线的概念和绘制影响线的基本方法。 熟练掌握用静力法和机动法绘制静定梁的影响线。 掌握影响量的计算和最不利荷载位置的确定。 掌握连续梁影响线形状的确定和最不利活荷载位置 的确定。
第一节 影响线的概念

• •
工程中有些结构在承受位置不变的固定荷载的同时还 承受大小、方向不变但位置在改变的活荷载作用;
结构在活荷载作用下位移和内力等物理量将随荷载位 置的变化和荷载分布区域的不同而变化; 这些量的变化范围和最大值是结构设计的依据。
第一节 影响线的概念
1、移动荷载作用下内力计算特点:结构反力和内力随荷载 作用位置的移动而变化,为此需要研究反力和内力的变 化规律及最大值,和产生最大值的荷载位置(即荷载的 最不利位置)。 2、研究方法:利用分解和叠加的方法,将多个移动荷载视 为单位移动荷载的组合。先研究单位移动荷载作用下的 反力和内力变化规律,再根据叠加原理解决多个移动荷 载作用下的反力和内力计算问题,以及最不利荷载的位 置问题。
第二节 静力法作静定梁的影响线
3、静力法求伸臂梁的影响线 ①作伸臂梁的反力及跨间截面内力影响线时,可先作 出无伸臂简支梁的对应量值的影响线,然后向伸臂上延 伸即得。 ②伸臂上截面内力影响线,只在截面以外的伸臂部分 有非零值,而在截面以内部分上影响线竖标为零。
D
A c
C a l b
B c
E
以 A 点为坐标原点,向右为坐标轴正向,建立影响线方 程,指出方程适用范围,绘制影响线图形。
A 2m K 2m B 2m C D 2m E 4m F 2m G
I.L.MC
2m +
- 2m - 2m
+ 2m +
2m
I.L.MD
第三节 机动法作静定梁的影响线
机动法绘制影响线 用机动法作静定结构内力(反力)影响 线,是基于虚功原理,建立待求影响量与待求量对应的减约 束体系单位虚位移状态间的关系。把做影响线的静力学问题 转化为做位移图的一种方法。用机动法可迅速的勾画出影响 线的形状,对有些结构比静力法要方便得多。 刚体虚功原理: 刚体体系在一个力系作用下处于平衡的充 要条件是体系任何微小的允许虚位移中,力系所作的虚功 总和为零。
第二节 静力法作静定梁的影响线
第二节 静力法作静定梁的影响线
例题:作图示多跨静定梁的 MK,MC,QB左,MD 影响线。
A 2m K 2m B 2m C D 2m E 4m F 2m G
1m
+
I.L.MK
1m

+
- 1m
+
1m
I.L.QB左
- 1
1/2 + 1/2 -
+ 1/2
- 1/2
第二节 静力法作静定梁的影响线
ab l
a

C b
a MC弯矩图
C b
I.L.MC 图形相似,含义不同
ab l
第二节 静力法作静定梁的影响线
简支梁弯矩影响线与弯矩图的区别
荷载 位置
影响线

截面 位置
不变
横座标
纵座标
量纲
荷载位置
弯矩图
不变

截面位置
荷载移到 此位置时 [长 ] 指定截面 的弯矩影 响量值 固定荷载 作用下截 [力][长] 面弯矩值
A
x a
C b
B
l
第二节 静力法作静定梁的影响线
2、静力法求简支梁的影响线 建立支反力影响方程 FP=1
A
x
B
FAy
1

FBy
x FAy 1 l x FBy l
I.L.FAy

1
I.L.FBy
第二节 静力法作静定梁的影响线
建立内力影响方程 FP=1 M M
C C
A FAy
B FBy
x a FQC FQC b
第二节 静力法作单跨静定梁的影响线
4、静力法求多跨静定梁的影响线 作多跨梁定梁的影响线,关键在于分清基本部分和附 属部分。 ①基本梁上某量值影响线,布满基本梁和与其相关 的附属梁,在基本梁上与相应单跨静定梁的影响线相 同,在附属梁上以结点为界按直线规律变化。在铰结 点处影响线发生拐折,在滑动联结处左右两支平行。 ②附属梁上某量值影响线,只在该附属梁上有非零 值,且与相应单跨静定梁的影响线相同。
第一节 影响线的概念
3、影响线的定义:当单位移动荷载FP=1在结构上移动时, 用来表示某一量值 Z 变化规律的图形,称为该量值 Z 的 影响线。
绘制影响线通常有两者方法:
静力法
机动法
第二节 静力法作静定梁的影响线
用静力法作影响线是指用静力计算的方法列出指定量值的 影响线方程,再据此绘出影响线。
1、正负号规定: • 支反力以向上为正; • 弯矩以梁的下侧纤维受拉为正; • 剪力以沿截面产生顺时针转动方向为正 FP=1
FQC FBy FQC FAy
b l
B
xa xa
E
I.L.MC
xa xa
FQC影响线
a
l

I.L.FQC
第二节 静力法作静定梁的影响线
影响线座标的意义:横座标表示单位荷载的位置;纵座标
表示单位荷载作用在本位置时物理量的反应。
简支梁弯矩影响线与弯矩图的区别
FP=1 FP=1
b
1
FQC FBy FQC影响线 FQC FAy b
l a l
xa xa
1
I.L.FQC
第二节 静力法作静定梁的影响线
正确的影响线应该具有“正确的外形、必要的控制 点纵坐标值和正负号”等基本特征。 应注意的问题
由上述定义可知,物理量是固定的,单位移动荷载位 置是变动的,影响线图形的纵标是荷载作用于此处时物理 量的值。 Z 的影响线与量值 Z 相差一个力的量纲。所以反力、 剪力、轴力的影响线无量纲,而弯矩影响线的量纲是长度。 绘制影响线时,正值画在基线之上,负值画在基线之下。
第二节 静力法作静定梁的影响线
D A FAy影响线

C
FAy 1 x l
B
E
( x 在全梁适用 )
1
FBy x l
I.L.FAy
( x 在全梁适用)
FBy影响线
1
I.L.FBy
第二节 静力法作静定梁的影响线
D A
MC影响线
C
M C FBy b M C FAy a ab l
方法:分别取两侧隔 离体列平衡方程,确 定影响函数,按函数 做内力影响线。
xa xa
MC影响线
a
ab l
M C FBy b M C FAy a
b

I.L.MC
第二节 静力法作静定梁的影响线
建立内力影响方程 FP=1
A x FAy
MC
MC
B FBy
a
FQC FQC
反力影响线是基本的。 弯矩、剪力影响线可由 反力影响线导出。
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