结构力学机动法作影响线
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机动法作静定结构内力影响线依据机动法是结构力学中的一种常用方法,它通过对静定结构进行虚位移,得到结构内力的影响线。
影响线可以用来计算结构内力,分析结构的稳定性和安全性。
本文将以机动法作静定结构内力影响线为标题,详细介绍该方法的原理和应用。
一、机动法的原理机动法是一种基于虚位移原理的力学分析方法。
它假设结构处于静定平衡状态,通过施加虚位移,得到结构的内力分布情况。
具体的步骤如下:1. 建立坐标系:首先,需要建立合适的坐标系来描述结构的几何形状和受力情况。
2. 施加虚位移:在结构的每个节点处施加虚位移,可以是平移、转动或两者的组合。
虚位移是一个无限小的位移,它满足结构的约束条件。
3. 建立平衡方程:根据结构处于静定平衡状态,可以建立各个节点的平衡方程,包括力平衡和力矩平衡方程。
4. 求解内力影响线:通过解平衡方程,得到结构内力与虚位移之间的关系,即内力影响线。
内力影响线描述了不同位置处的虚位移对内力的影响程度。
5. 计算内力:利用内力影响线,可以计算出结构在不同位置处的内力大小和方向。
二、机动法的应用机动法作为一种常用的静力学方法,广泛应用于结构力学的研究和工程实践中。
具体应用包括以下几个方面:1. 内力分析:机动法可以用来计算结构在各个位置处的内力大小和方向。
通过分析内力的分布情况,可以评估结构的稳定性和安全性。
例如,在桥梁设计中,通过计算桥梁各个位置处的内力,可以确定桥梁的强度和刚度要求。
2. 结构优化:机动法可以用来评估不同结构方案的性能,从而进行结构优化设计。
通过分析不同虚位移对内力的影响,可以找到最优的结构形状和尺寸。
例如,在建筑设计中,可以通过机动法来评估不同楼板厚度对结构内力的影响,从而确定最经济的楼板厚度。
3. 结构安全评估:机动法可以用来评估结构的安全性。
通过分析内力的分布情况,可以确定结构是否存在超过设计强度的部分。
例如,在地震工程中,可以通过机动法来评估结构在地震荷载下的内力分布情况,从而确定结构的安全性。
§4-5 机动法作影响线机动法是一种广泛应用于土木工程领域的分析工具,其作用就是建立土体受力与变形之间的关系,从而推导出土体内部的应力和应变分布规律。
其中,机动法作影响线是机动法的一种应用形式,它在分析土体内部应力和应变分布的基础上,还可以计算出结构受力部位的轴力、弯矩、剪力等参数。
机动法作影响线的基本思想是将荷载作为影响线来分析受力结构,然后利用机动法的数学模型求解出各个截面的受力情况。
具体地,机动法作影响线的分析过程包括以下几个步骤:1. 建立荷载影响线。
荷载影响线是指荷载在结构上产生的影响,通常采用均布荷载、集中荷载、三角荷载等形式来表示。
2. 建立切线向量和正交向量。
切线向量表示结构受力截面的切向变形,而正交向量表示结构截面的法向变形。
3. 建立应力函数。
应力函数是机动法作影响线分析的核心部分,它根据不同截面的几何特征和弹性模量等参数,建立结构各点的应力分布规律。
4. 建立内力函数。
内力函数利用应力函数求解各个截面处的轴力、弯矩、剪力等参数,从而确定结构在荷载作用下的受力分布情况。
5. 求解内力函数。
求解内力函数可以采用数值分析法、微积分法等多种数学方法,其中最常用的是离散化方法和积分法。
6. 绘制受力分布曲线。
根据内力函数求出的受力分布参数,可以绘制出不同截面的受力分布曲线,从而判断结构是否满足设计要求。
在实际工程中,机动法作影响线广泛应用于桥梁、隧道、地下洞室等土木工程结构的设计和分析中。
通过机动法作影响线的分析,可以准确地计算出结构各个部位的受力情况,从而为结构的优化设计提供重要依据。
同时,机动法作影响线还可以用于损伤诊断、结构健康监测等领域,具有广阔的应用前景。
结构力学影响线试题答案8影响线判断题:1、影响线仅应用在移动荷载作用下的内力计算问题中,而不能应用在恒载作用下的内力计算问题。
( )答案:错2、静定梁任一截面C的剪力影响线在截面C左、右的两线段总是互相平行的。
( )答案:错4、结构各截面弯矩影响线的最大竖标和最小竖标分别相连,即构成该结构的弯矩包络图。
( )答案:错7、内力影响线与内力图的不同之处仅在于内力影响线竖标与内力图竖标的量纲不同。
()答案:错二、填空:2、用静力法作影响线的基本方法可分为两大步骤:________________;________________。
答案:列影响线方程、根据列影响线方程作图3、影响线的主要用途有(1)________________;(2)________________。
答案:确定最不利荷载位值计算内力、反力5、计算结构位移时可利用____影响线。
答案:位移6、临界荷载是指____________________________。
答案:使判别式变号的集中荷载7、最不利荷载位置是指_________________________。
答案:使某指定量值取最大值时的荷载位置9、静定结构的内力影响线一般由_____线段构成。
答案:直10、移动集中荷载组的某种布置状态使某量Z取极大值时,则该布置状态成为____________。
答案:最不利荷载位置11、作弯矩包络图时要取_______个截面计算该截面弯矩最大(小)值,不需取大量截面计算。
答案:有限12、绝对最大弯矩的是指:____________________。
答案:所有最大弯矩中数值最大的弯矩值13、简支梁的绝对最大弯矩的值一般与跨中截面最大弯矩______,且发生在靠近______截面处。
答案:值相差不大、跨中点三、选择:1、结构某一内力影响线将____而改变。
(A)随实际荷载的变化 (B)不随实际荷载的变化(C)因坐标系的不同选择答案:B2、用机动法作影响线的方法建立在____基础上。