移动荷载下的结构分析PPT31

§5-1移动荷荷载及及影响响线概概念§5-2静力法法作影影响线线§5-3虚功法法作影影响线线§5-3影响线线的应应用§5-4结论与与讨论论第5章移动荷荷载下下的结结构分分析一些基基本概概念移动荷荷载荷载大大小、、方向向不变变，荷荷载作作用点点随时间间改变，结构构所产产生加速度度的反应应与静静荷载载的反反应相相比可以忽忽略，这种种特殊殊的作作用荷荷载称称移动动荷载载。(吊车、、车辆辆)特点结构的的反应（（反力力、内内力和和变形形）随随荷载载作用用位置置改变变。主要需需要解解决的的问题题移动荷荷载下下的最最大响响应问问题，，线弹弹性条条件下下解决决方案案是利利用影影响线线。一些基基本概概念影响线线定义义单位移移动荷荷载下下某物物理量量随荷荷载位位置变变化规规律的的图形形。应注意意的问问题由上述定定义可知知，物理量是是固定的的，单位移移动荷载位置置是变动动的，影响线线图形的的纵标是荷荷载作用用于此处处时物理理量的值值。物理量影影响线要要注意：：外形、数数值（单单位）和符号。影响线作作法其一是静静力法，，另一为为机动法法（虚功功法）。。静力法作作影响线线（一））静力法作作梁影响响线按定义用用静力平平衡方程程建立影影响量方方程，由由函数作作图的方方法称作作静力法法。简支单跨跨梁：反力影响线+简支单跨跨梁：+反力影响线影响线+简支单跨跨梁：弯矩、剪剪力影响响线可由由反力影影响线导导出。影响线反力影响响线是基基本的。。+静力法作作梁影响响线按定义用用静力平平衡方程程建立影影响量方方程，由由函数作作图的方方法称作作静力法法。悬臂单跨跨梁：多跨静定定梁：静力法作作影响线线（二））试列方程程验证静力法作作梁影响响线经结点传传荷的主主梁：由静力法法可证明明荷载在在次梁上上移，主主梁内力力线性变变化。因因此，将将结点投投影到主主梁直接接受荷影影响线（（或基线线），连连投影点点可得主主梁影响响线。静力法作作影响线线（三））++++为1的坐标静力法作作桁架影影响线按定义实实质为求求移动荷荷载下某某杆轴力力。因此关键键是熟练练掌握桁桁架在单单位力位位于任何何X位置时指指定杆内内力如何何求。内力可用用结点投投影方程程、截面面力矩方方程或联联合用投投影和力力矩方程程求，与与其对应应可投影影、力矩矩和联合合法列影影响量方方程并作作图。思路就是是如此简简单，关关键在多多练和总总结规律律、经验验！！教材（P.156）中有一些些例子，请请大家自自己看。。教材（P.157）中还有三三铰拱一一些例子静力法作作影响线线（四））虚功法作作影响线线（一））虚功法（（机动法法）作影影响线的的原理单自由度体系次数减一的结构因为Mk是单位荷载下实际受力，所以k处变形光滑。由此得结结论：影响线等等于单位位虚位移移图（注意形状状、控制制值和符符号）。单自由度刚体位移不变体系变形位移机动法作作影响线线的实质质是什么么？将平衡问问题化为为几何问问题来解解决。结论“虚位移图图即影响响线”是否恒正正确？只适用于于垂直杆杆轴单位位移动荷荷载情况况虚功法作作影响线线（二））试作图示外伸梁的影响线。虚功法作作影响线线（二））虚功法作作影响线线（三））试作图示示多跨梁梁的影响线。。虚功法作作影响线线（四））试作图示示结点传传荷主梁梁的影响线。。作超静定定结构影影响线超静定结结构影响响线也可可按静力力法来作作，因为为应用中中一般并并不需要要具体纵纵标值，，所以多多用虚功功（机动动）法。。这部分大大家可自自学李廉廉坤教材材中有关关内容。虚功（机机动）法法作影响响线关键在记记住：变形图即即为影响响线形状状，一些些支座左左右侧内内力影响响线，先先按跨中中内力影影响线作作，然后后考虑往往支座移移。虚功法作作影响线线（五））试作图示示连续梁梁的影响线。。*作静定结结构变形形影响线线（一））作简支梁梁相对转转角θAB影响线的的例子移动荷载载弯矩图图单位弯矩矩图图乘可得得*作静定结结构变形形影响线线（二））作简支梁梁挠度vC影响线的的例子移动荷载载弯矩图图移动荷载载弯矩图图单位弯矩矩图单位弯矩矩图图乘法计计算，可可得移动动荷载在在C左、右的的影响系系数影响线的的应用（只讲基基本概念念，请大大家自学学）确定最不不利荷载载位置和和最大影影响量假定移动动荷载下下结构处处线弹性性状态，，迭加原原理适用用。给定移动动荷载处处于某位位置时，，需求量量的值可可通过该该量影响响线由迭迭加原理理得到。。给定移动动荷载使使某量达达最大的的位置称称最不利利荷载位位置。确确定它的的步骤是：：作所求量量的影响响线；根据影响响线确定定临界荷荷载判别别式，用用它排除除非临界界荷载；；对临界荷荷载试算算，找最最大。注意：最大影响响量绝对最大大弯矩是要考的的！临界荷载载判别式式多边形影影响线情情况左、右移移x影响量的改变量量Z为：为使向左左移动时时Z为负，必须左移移时（右右移Z为正）为使向右右移动时时Z为负，必须右移移时（左左移Z为正）这就是临界荷载载判别式式影响线的的应用（只讲基基本概念念，请大大家自学学）临界荷载载判别式式三角形影影响线情情况（作作为多边边形的特特例）为使向左左移动时时Z为负，必须左移移时为使向右右移动时时Z为负，必须右移移时这就是临界荷载载判别式式影响线的的应用（只讲基基本概念念，请大大家自学学）另一种临界荷载影响线的的应用举举例（一一）求图示简简支梁K截面弯矩矩的最不不利荷载载位置。。K作出Mk影响线如图利用判别别式确定定临界荷荷载一种临界荷载另两种情情况不是是临界荷荷载经试算可可得所以最不利荷载位置是教材上还还有一个例子子请大家自自学！活荷载的的最不利利布置对一些可可任意分分段布置置的活荷荷载，利利用某量量的影响响线可确确定活载载如何布布置使其其达最大大或最小小。包络图的的概念给定移动动荷载下下各截面面某量最最大（或或最小））值的连连线称该该量的包包络图。。可分段布布置的活活荷载和和恒载共共同作用用下，使使各截面面某量最最大（或或最小））值的连连线也称称该量的的包络图图。SMCAI有计算和和绘制弯弯矩包络络图程序序，可通通过使用用来加深深概念理理解。影响线的的应用（只讲基基本概念念，请大大家自学学）绝对最大大弯矩的的概念弯矩包络图中中最大的弯矩矩值即为整个个结构中最大大的，因此称称作绝对最大大弯矩。简支梁绝对最最大弯矩可按按如下思路来来求：首先，移动荷荷载在某位置置弯矩图是凸凸多边形，因因此绝对最大大弯矩必在某某力下。设某力在x位置其下弯矩矩达极值，则则M(x)对x的导数应等于于零，由此可可求得x=(l-a)/2