第六章 - 结构在移动荷载作用下的计算
发布时间:2020-03-22 22:03来源:未知
第6章 结构在移动荷载作用下的计算
(一)复习建议
本章在历年考试中,本章在历年考试中,处于非常重要的地位,建议学员全面掌握,重点复习。从题型来讲包括单项选择题、填空题、以及计算题的题型,而且需要清楚影响线与内力图的区别。
(二)本章重要知识点
第一节 移动荷载和影响线的概念
一、移动荷载:方向、大小不变,但作用位置不断变化的荷载。
如:桥梁上行驶的汽车
二、影响线(IL):在竖向单位移动荷载
作用下,描述结构某一量值(支座反力、内力等)随
的作用位置变化而变化规律的几何图形,称为该量值的影响线。
三、影响线的作法
第二节 静力法作静定梁影响线
静力法:通过影响线方程作影响线的方法。
建立影响线方程:(暂时将
看作静荷载
求量值列平衡方程)
一、简支梁的四个影响线图形(记住)









二、影响线与内力图的区别:
总结:剪力和支座反力的影响线量纲为“1”。
可以把结构量值的影响线的量纲总结为
。
三、与简支梁比较,伸臂梁可以看作简支和伸臂两部分。
结论:简支部分的影响线与简支梁相同;伸臂部分的影响线直线延伸。
★第三节 机动法作静定梁的影响线
一、基本原理:以刚体体系的虚功原理(虚位移原理)为依据把作影响线的问题转化为几何问题。
二、机动法作影响线的步骤:
1去掉与量值对应的约束,代以正方向的约束力;
(规定:支座反力向上为正;剪力绕隔离体顺转为正;弯矩下拉为正)
2令去掉约束的体系沿量值的正向发生单位位移,从而确定影响线的形状和数值;
3作影响线。判断正负号:基线以上,影响系数为正;基线以下为负。
三、规律总结:
1、几何不变部分,不会发生刚体位移,即在原位置不动。
2、定向滑动支座连接的杆件,发生刚体位移后,杆件保持原有几何关系。
(静定梁结构要互相平行)。
3、铰所连接的截面(梁规定下侧受拉为正),左截面逆转,右截面顺转为正(前提:截面无约束,能够转动)。
例:作MC、FQK影响线

1)作MC的影响线

2)作FQK的影响线


第四节 机动法作连续梁影响线
机动法作静定梁、连续梁的影响线的异同:
1、 步骤基本相同。
2、静定梁去掉一个约束之后,变为可变体系,发生的位移是刚体位移,影响线为直线图形;连续梁去掉一个约束之后,可能还是超静定结构,发生的位移是变形体体系位移,影响线为曲线图形。(所以只需确定其影响线的形状,不需要确定数值)
★第五节 固定荷载作用下利用影响线求内力和支座反力
1、集中荷载:
规定:FPi——向下为正
yi——为FPi所对应影响线图形中的纵标距值。
2、均布荷载:
规定:q——向下为正;
A0 ——均布荷载所对应影响线图形的面积。规定:基线以上为正,以下为负。
第六节 确定最不利荷载位置
最不利荷载位置:某量值达到最大值或最小值时,对应的移动荷载的作用位置,就称为最不利荷载位置。
一、单个移动荷载:其最不利荷载位置为影响线的顶点位置。
荷载作用于影响线标距值最大的位置上时,荷载所处的位置即为最不利位置。
二、分布活载:分布长度可变的分布荷载。
分布活载最不利荷载位置的确定:
(1)当分布活载布满对应影响线全部正号部分时,有
;
(2)当分布活载布满对应影响线全部负号部分时,有
。
如:
注意:
全梁布置上均布荷载时,不一定是最不利荷载位置,量值不一定达到最值。
★三、行列荷载(平行移动荷载):适用于影响线图形为三角形时。
1作量值的影响线;
2确定临界位置:
将每一个集中力逐一作用于影响线顶点上(有几个荷载就有几种情况),对于不在结构上作用的荷载不用考虑;并讨论此时是否是临界位置(判定将
计入哪一侧,哪一侧的荷载平均集度就大与等于另一侧,即是否满足
),
对于每一个临界位置,求对应的量值的极值;
3结论:筛选极值,确定最值,并确定最不利荷载位置。
(一)复习建议
本章在历年考试中,本章在历年考试中,处于非常重要的地位,建议学员全面掌握,重点复习。从题型来讲包括单项选择题、填空题、以及计算题的题型,而且需要清楚影响线与内力图的区别。
(二)本章重要知识点
第一节 移动荷载和影响线的概念
一、移动荷载:方向、大小不变,但作用位置不断变化的荷载。
如:桥梁上行驶的汽车
二、影响线(IL):在竖向单位移动荷载


三、影响线的作法

第二节 静力法作静定梁影响线
静力法:通过影响线方程作影响线的方法。
建立影响线方程:(暂时将


一、简支梁的四个影响线图形(记住)









二、影响线与内力图的区别:

|
![]() |
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图形 |
![]() ![]() |
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横坐标(基线) | 荷载位置 | 截面位置 |
纵坐标 | 纵标表示FP=1移到此点时, 指定截面产生的弯矩值 | 纵标表示实际荷载在某固定位置上时,纵标所在截面处产生的弯矩 |
荷载 类型 |
荷载为单位荷载,且无量纲 荷载是移动的 |
荷载是实际荷载 荷载是固定的 |
量纲 | 纵标量纲为[长度] | 纵标量纲为[力][长度] |
可以把结构量值的影响线的量纲总结为

三、与简支梁比较,伸臂梁可以看作简支和伸臂两部分。
结论:简支部分的影响线与简支梁相同;伸臂部分的影响线直线延伸。
★第三节 机动法作静定梁的影响线
一、基本原理:以刚体体系的虚功原理(虚位移原理)为依据把作影响线的问题转化为几何问题。
二、机动法作影响线的步骤:
1去掉与量值对应的约束,代以正方向的约束力;
(规定:支座反力向上为正;剪力绕隔离体顺转为正;弯矩下拉为正)
2令去掉约束的体系沿量值的正向发生单位位移,从而确定影响线的形状和数值;
3作影响线。判断正负号:基线以上,影响系数为正;基线以下为负。
三、规律总结:
1、几何不变部分,不会发生刚体位移,即在原位置不动。
2、定向滑动支座连接的杆件,发生刚体位移后,杆件保持原有几何关系。
(静定梁结构要互相平行)。
3、铰所连接的截面(梁规定下侧受拉为正),左截面逆转,右截面顺转为正(前提:截面无约束,能够转动)。
例:作MC、FQK影响线

1)作MC的影响线
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2)作FQK的影响线

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第四节 机动法作连续梁影响线
机动法作静定梁、连续梁的影响线的异同:
1、 步骤基本相同。
2、静定梁去掉一个约束之后,变为可变体系,发生的位移是刚体位移,影响线为直线图形;连续梁去掉一个约束之后,可能还是超静定结构,发生的位移是变形体体系位移,影响线为曲线图形。(所以只需确定其影响线的形状,不需要确定数值)
★第五节 固定荷载作用下利用影响线求内力和支座反力
1、集中荷载:

规定:FPi——向下为正
yi——为FPi所对应影响线图形中的纵标距值。
2、均布荷载:

规定:q——向下为正;
A0 ——均布荷载所对应影响线图形的面积。规定:基线以上为正,以下为负。
第六节 确定最不利荷载位置
最不利荷载位置:某量值达到最大值或最小值时,对应的移动荷载的作用位置,就称为最不利荷载位置。
一、单个移动荷载:其最不利荷载位置为影响线的顶点位置。
荷载作用于影响线标距值最大的位置上时,荷载所处的位置即为最不利位置。
二、分布活载:分布长度可变的分布荷载。
分布活载最不利荷载位置的确定:
(1)当分布活载布满对应影响线全部正号部分时,有

(2)当分布活载布满对应影响线全部负号部分时,有


注意:
全梁布置上均布荷载时,不一定是最不利荷载位置,量值不一定达到最值。
★三、行列荷载(平行移动荷载):适用于影响线图形为三角形时。
1作量值的影响线;
2确定临界位置:
将每一个集中力逐一作用于影响线顶点上(有几个荷载就有几种情况),对于不在结构上作用的荷载不用考虑;并讨论此时是否是临界位置(判定将


对于每一个临界位置,求对应的量值的极值;
3结论:筛选极值,确定最值,并确定最不利荷载位置。