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10-2 无限长梁 - 图文

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弹性地基梁可按?L值的大小分为下列三种类型:

?l?

4

?4???l??有限长梁(有限刚度梁);

短梁(刚性梁);

?l??无限长梁(柔性梁)。

1) 无限长梁解

梁的挠度随加荷点的距离增加而减小,当梁端离加荷点距离为无限远时,梁端挠度为零。

在实际应用时,当?l??,可当作无限长梁处理。

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(a)无限长梁受集中力P0的作用(向下为正)

(i)边界条件:设P0作用点为坐标原点,当x??时,则w?0,据此从其通解可得,C1=C2=0。于是梁的挠度方程变为:

w?e

??x

(C3cos?x?C4sin?x)

(ii)对称条件:荷载和地基反力对称于原点,且梁也对称于原点,当x=0时,?x?0

dw??0?即???0??dx?x?0由此可得-(C3-C4)=0 ,即C3=C4=C于是梁的挠度方程可改写为

w?Ce

??x

(cos?x?sin?x)

(iii)平衡条件:在O点右侧x?0??(?为无限小量)处把梁切开,则作用于梁右半部截面上的剪力Q等于地基总反力之半,其值为P02,并指向下方,即:

?dw?P0?-Q=-EI?3?2?dx?x?0+?3P0?C=

2kb

x?0:集中力P0作用时无限长梁的挠度公式( )

P0???xP0?w?e(cos?x?sin?x)??Ax2kb2kb进一步可求出梁截面的转角、弯矩、剪力:

dw

?=

dx

dw

M=?EI2

dx

2

dw

Q=?EI3

dx

3

见表3-3

集中力作用下的地基梁变形、内力分布:

挠度w、弯矩M和地基反力p关于原点O对称转角?、剪力Q关于原点反对称

地基梁左半部(x<0)解答可利用其对称关系求得

(b)无限长梁受集中力偶M0作用(顺时针方向为正)

以集中力偶M0作用点为坐标原点O

(1)x??时,w?0,可得C1=C2=0。

(2)在M0作用下,挠度w对于原点反对称,故x=0时,w=0,由此得到C3=0。于是w表达式可改写成

w?C4e

??x

sin?x

(3)在O点右侧x?0??处把梁切开,则作用于梁右半部该截面上的弯矩等于外力矩的一半,即

?d2w?M0??M=-EI?2?dx?2??x?0+?M0?C4=kb2集中力偶M0作用时无限长梁的挠度公式(x≥0)

M0???x

w?esin?x

kb2

M0? ??Bx

kb

2

其余各分量计算见表3-3对于梁的左半部,同样可利用其对称关系求得若有多个荷载作用,可采用叠加原理求得其内力

具体计算时,Ax、Bx、Cx、Dx可根据?x值查表3-4,x<0时可按对称性关系确定。

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