第七章 影响线及其应用

第七章影响线及其应用

学习目的和要求

1.掌握影响线的概念和绘制影响

线的基本方法。

2.熟练掌握用静力法和机动法绘

制静定梁的影响线。

3.掌握影响量的计算和最不利荷

载位置的确定。

4.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。

R B .影响线

B

.

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。

§8.1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其最大值，和产生最大值的荷载位置（即荷载的最不利位置）。

2、移动荷载作用下内力计算方法

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。

3、影响线定义：（例子39）

当单位移动荷载P=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。

注意：

1.在Z的影响线中, 横标表示的是P=1

竖标表示的是量值Z的值。如在右图R B影响线中

的竖标y D表示的是：当P=1移动到D点时，产生

的R B支座反力。

2.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。

3.绘制影响线时，正值画在基线之上，负值画在基线之下。

§8.2绘制影响线——静力法

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。其步骤如下

①选定坐标系，将P =1置于任意位置，以自变量x表示P =1的作用位置。

②对于静定结构可直接由分离体的静力平衡条件，求出指定量值与x之间的函数关系，即影响线方程。

③由影响线方程作出影响线。

1、简支梁的影响线：由静力法求出简支梁的影响线如图8-1。（例子40）

2、伸臂梁的影响线：（例子41）

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。伸臂梁的一些量值影响线如图8-2。

3、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。

如作图8-3（a）示多跨静定梁MK的影响线时，先作伸臂梁HE的MK的影响线，然后注意到将P =1置于C，D点时产生的M K等于零，所以M K影响线在C，D点竖标为零，最后在附属梁上依结点E，F为界连成直线。影响线如图8-3（b）所示。

作R C影响线时，在EF范围按伸臂梁反力影响线绘制，在与其相关的基本梁HE范围内R C影响线竖标为零，与其相关的附属梁FG范围R C影响线按直线规律变化，R C影响线在D点竖标为零。影响线如图8-3（c）所示。

例子（42）

§8.3绘制影响线——机动法

机动法绘制影响线：用机动法作静定结构内力（反力）影响线的理论基础是刚体系虚功原理，用机动法作超静定结构内力（反力）影响线的理论基础是功的互等定理，都是将作影响线的静力问题转化为作虚位移图的几何问题。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。

机动法作内力（反力）影响线步骤如下：

1.去除与所求量值相应的约束，并代以正向的约束力。

2.使所得体系沿约束力的正方向发生相应的单位位移，由此得到的P =1作用点的位移

图即为该量值的影响线。

3.基线以上的竖标取正号，以下取负号。

注意：（例子44）

1.所作虚位移图要满足支承连接条件！有竖向支承处，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。

2.用机动法作静定结构和超静定结构内力（反力）影响线的步骤是类似的。所不同的是，

静定结构去掉一个约束后成为几何可变体系，其虚位移图是直线形或折线形；而超静定结构去掉一个约束后仍为几何不变体系，其位移图一般是曲线图形。

3.也有例外情况，如超静定结构在结点荷载作用下其内力、反力影响线在相邻结点之间仍

是直线。基本部分为超静定的主从结构，基本部分上的内力、反力影响线在其附属部分上按直线规律变化。

§8.4结点荷载作用下的影响线

结点荷载作用下梁的影响线绘制（例子45）

结点荷载作用下梁的影响线要点

对于右图（a）所示具有纵横梁的结构系统，不论纵梁受何种荷载，主梁只在结点处受集中力（结点荷载）作用。作用在纵梁上的荷载、传给主梁的结点荷载都是荷载作用位置x的线性函数（如（b）所示），而在线性变形体中，主梁的反力、内力与这些结点荷载成正比关系，所以在结点荷载作用下，不论主梁是静定或超静定，其反力、内力影响线均是折线图形。

(a (c (d (e )

(b ①在结点处，结点荷载与直接荷载的影响线竖标相同。 ②相邻结点之间影响线为一直线。

结点荷载作用下影响线作法：

①以虚线画出直接荷载作用下有关量值的影响线。

②将结点投影到上述影响线上，得到结点处的影响线竖标。

③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。 图（a ）所示主梁的M D 和Q D 影响线如图（c ）（d ）所示。

【例题 】作图(9-14)所示梁在结点荷载作用下的 R B ，Q G 左，Q B 左，M 1，Q 1右影响线。 【解】先按多跨静定梁，绘制出各指定量在直接荷载作用下的影响线，如图中虚线所示，然后再将各结点向影响线作投影，将相邻投影点竖标连成直线。R B ，Q G 左，Q G 右，Q B 左，M 1，Q 1右影响线如图所示。

注意：在作结点下左侧截面剪力影响线时，应将结点投影到右直线上，作结点下右侧截面剪力影响线时，应将结点投影到左直线上，如本例的Q G ，QG 右影响线。