1.1.3 区段叠加法作直梁弯矩图
在小变形情况下,依据力的性原理,复杂荷载引起的弯矩图,可分区段用单一荷载引起的弯矩图叠加的方法,即区段叠加法进行绘制。
(一)对于常见的直线图形叠加直线图形、直线图形叠加曲线图形的情况
可按以下三个步骤进行:
● 一求控制弯矩:首先,求两杆端的弯矩,常可直接判断(对于简支梁两端铰支处、悬臂梁的悬臂端,若无集中力偶作用,其弯矩均为零;若有集中力偶作用,其弯矩即等于该集中力偶);其次,求外力不连续点处的弯矩(如集中力作用点、均布荷载的起点和终点、集中力偶作用点两侧的弯矩),用载面法即可方便求得。
● 二引直线相连:将相邻二控制弯矩用直线相连(当二控制截面间无横向荷载作用时,用实线连接,即为该区段弯矩图形;当二控制截面间尚有横向荷载作用时,则用虚线连接,作为新的“基线”,然后再按下面的第“三”步叠加)。
● 三叠简支弯矩:在新的“基线”上,叠加该区段按简支梁求得的弯矩图(注意:所叠加的二竖标均应垂直于原杆轴)。
现以图1-3所示简支伸臂梁为例,用区段叠加法绘制其弯矩图。其计算步骤示于图1-3b-d中(具体计算过程从略)。
图1-3 “区段叠加法”分步示意图
(二)对于曲线弯矩图叠加曲线弯矩图的情况
找出一些控制弯矩值(至少三点),中间连以适当曲线,主要是定好弯曲方向,一般为连续光滑曲线。