影响线及其应用(汇总).ppt
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第一节影响线概念一般工程结构除了承受恒载外,还将受到活载的作用。
吊车梁要承受吊车荷载(图9-1),桥梁要承受汽车、火车荷载等。
在进行结构设计时,需要算出结构在恒载和活载共同作用下各量值的最大值。
就需要研究活载作用下结构各量值的变化规律,以便找出它们的最大值。
图9-1结构在活载作用下的计算,从原理上讲与前述静力计算无异,只是荷载位置不是固定的。
显然,要求出活载作用下某一量值的最大值,必须先确定产生这种最大值的荷载位置。
这一荷载位置称为该量值的最不利荷载位置。
在寻求最不利荷载位置时,由于结构上各量值的变化规律并不相同,因此只能逐一考虑。
例如:(图9-2a)所示的简支梁,当有一汽车自左向右移动时,各截面的内力和支座反力等都将随荷载的移动而变化(图9-2b)。
其中,左支座反力FAy是逐渐减小的;相反,右支座反力FBy 的变化却是逐渐增大的。
可见FAy和FBy的变化规律是不同的,因而它们的最不利荷载位置也是不同的。
图9-2在实际工程中,活载又可分为移动活载和可动活载两类。
汽车荷载吊车荷载都属移动荷载,而人群、风、雪等活载则属可动活荷载。
=1移动为了清晰和直观起见,最好把量值随FP而变化的规律用函数图形表示出来,这种图形称为影响线。
它的定义如下:当一个方向不变的单位荷载沿一结构移动时,表示某指定截面的某一量值变化规律的函数图形,称为该量值的影响线。
图9-3a 所示的简支梁,其支座A 的反力F Ay 的影响线(图9-3b)的竖标分别表示F P =1作用于A 、C 、…、B 各点时,反力F Ay 的大小。
显然,F Ay 的影响线只能表示F P =1在梁上移动时F Ay 的变化规律。
如果要表示F By 或其它量值的变化规律,则需另行作出F By 的影响线或其它相应量值的影 、 、 、 B Ay C Ay A Ay F F F F P =14l 4l 4l 4l F Ay F By E A B C D 1=A Ay F 43=C Ay F 21=D Ay F 41=E Ay F 0=B AyF F Ay 影响线(a)(b)图9-3影响线是研究活载作用下结构计算的基本工具。
第九章影响线及应用§9-1 影响线的概念在以前各章中,我们讨论了结构在恒载作用下的计算。
这类荷载不仅在大小和方向上不变,而且它们的作用点在结构上的位置也固定不动,故结构的反力和各截面的内力是不变的。
但是,一般工程结构除了承受恒载外,还将受到移动荷载的作用,例如桥梁要承受火车,汽车等荷载,工业厂房中的吊车梁要承受吊车荷载(图9-1,a、b)。
这些荷载的作用点在结构上是不断移动的,因而结构的反力和各截面的内力也将随荷载位置的移动而变化。
图9-1图9-1,c为吊车梁的计算简图,P表示吊车最大轮压。
作用于吊车梁的这些轮压就构成了一个平行移动的荷载系统(移动荷载),它们的特点是:当吊车移动时,各轮压的大小、方向以及轮压间的距离均保持不变。
现考察一下该移动荷载对结构的影响。
当吊车自左向右移动时,左支座反力R A将逐渐减小,而右支座反力R B则不断增大。
相应地,梁上各截面的弯矩和剪力也将随荷载位置的移动而变化。
本章的主要内容,就是要研究结构上各量值(反力、内力等)随荷载移动而变化的规律。
由于结构上各量值变化情况各不相同,因此在研究移动荷载对结构的影响时,对各个反力和内力的变化情况只能逐一来考虑。
在进行结构设计时,必须求出各个量值的最大值。
显然,要求出某一量值的最大值,就必须先确定产生这种最大值的荷载位置。
这一荷载位置称为该量值的最不利荷载位置。
在实际工程中所遇到的移动荷载通常是间距不变的平行荷载或均布荷载。
为简便起见,我们先研究一个竖向集中荷载P=1在结构上移动时所产生的影响,然后根据叠加原理再进一步研究各种移动荷载对结构产生的影响。
在研究单位移动荷(P=1)所产生的影响时,常把所考虑的某一量值随荷载位置移动而变化的规律用图形表示出来,这种图形称为该量值的影响线。
现以荷载P=1在简支梁上移动时(图9-2,a )对支座反力R A 的影响为例,说明影响线的概念。
要知道单位荷载在梁上移动时R A 的变化情况,可把P=1依次作用于梁上各个位置,并逐一算出相应的R A 值,然后用图形表示出R A 的变化规律。