弹性地基梁计算理论和算例讲义专业知识讲座.ppt

文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.概述概述定义：定义：弹性地基梁，弹性地基梁，是指搁置在具有一定弹性地基上，各点与是指搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁地基紧密相贴的梁。如铁路枕木、钢筋混凝土条形基础如铁路枕木、钢筋混凝土条形基础梁，等等。梁，等等。通过这种梁，将作用在它上面的荷载，分布到较大面积通过这种梁，将作用在它上面的荷载，分布到较大面积的地基上，既使承载能力较低的地基，的地基上，既使承载能力较低的地基，能承受较大的荷能承受较大的荷载，又能使梁的变形减小，提高刚度降低内力载，又能使梁的变形减小，提高刚度降低内力。地下建筑结构弹性地基梁可以是地下建筑结构弹性地基梁可以是平放的，也可以是竖放平放的，也可以是竖放的的，地基介质可以是岩石、粘土等固体材料，也可以是，地基介质可以是岩石、粘土等固体材料，也可以是水、油之类的液体介质。弹性地基梁是超静定梁，其计水、油之类的液体介质。弹性地基梁是超静定梁，其计算有专门的一套计算理论。算有专门的一套计算理论。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.荷载种类和组合荷载种类和组合弹性地基梁与普通梁的区别：弹性地基梁与普通梁的区别：文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.弹性地基梁的计算模型弹性地基梁的计算模型计算模型分类：计算模型分类：.由于地基梁搁置在地基上，梁上作用有荷载，地基梁在荷载作由于地基梁搁置在地基上，梁上作用有荷载，地基梁在荷载作用下与地基一起产生沉陷，因而梁底与地基表面存在相互作用反力用下与地基一起产生沉陷，因而梁底与地基表面存在相互作用反力，的大小与地基沉降的大小与地基沉降y有密切关系，很显然，沉降越大，反力有密切关系，很显然，沉降越大，反力 也也越大，因此在弹性地基梁的计算理论中越大，因此在弹性地基梁的计算理论中关键问题是如何确定地基反关键问题是如何确定地基反力与地基沉降之间的关系力与地基沉降之间的关系，或者说如何选取弹性地基的计算模型问，或者说如何选取弹性地基的计算模型问题。题。1.局部弹性地基模型局部弹性地基模型2.半无限体弹性地基模型半无限体弹性地基模型文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.局部弹性地基模型局部弹性地基模型1867年前后，温克尔（年前后，温克尔（E.Winkler）对地基提出如下假设：）对地基提出如下假设：地基表面任一点的沉降与该点单位面积上所受的压力成正比。地基表面任一点的沉降与该点单位面积上所受的压力成正比。即即式中式中,y为地基的沉陷，为地基的沉陷m；k为地基系数，为地基系数，其物理意义为：，其物理意义为：使地基产生单位沉陷所需的压强；使地基产生单位沉陷所需的压强；p为单位面积上的压力强度，为单位面积上的压力强度，。这个假设这个假设实际上是把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧实际上是把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧。当地。当地基表面上某一点受压力基表面上某一点受压力p时，由于时，由于弹簧是彼此独立的弹簧是彼此独立的，故只在该点局，故只在该点局部产生沉陷部产生沉陷y，而在其他地方不产生任何沉陷。因此，这种地基模型，而在其他地方不产生任何沉陷。因此，这种地基模型称作局部弹性地基模型。称作局部弹性地基模型。（3.1）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。优点：优点：可以考虑梁本身的实际弹性变形，消除了反力直线分布假设中的缺点。可以考虑梁本身的实际弹性变形，消除了反力直线分布假设中的缺点。1.局部弹性地基模型局部弹性地基模型缺点：缺点：p没有反映地基的变形连续性没有反映地基的变形连续性，当地基表面，当地基表面在某一点承受压力时，实际上不仅在该点局在某一点承受压力时，实际上不仅在该点局部产生沉陷，而且也在邻近区域产生沉陷。部产生沉陷，而且也在邻近区域产生沉陷。由于没有考虑地基的连续性，故温克尔假设由于没有考虑地基的连续性，故温克尔假设不能全面地反映地基梁的实际情况，不能全面地反映地基梁的实际情况，特别对特别对于密实厚土层地基和整体岩石地基，将会引于密实厚土层地基和整体岩石地基，将会引起较大的误差。起较大的误差。p但是，如果地基的上部为较薄的土层，下但是，如果地基的上部为较薄的土层，下部为坚硬岩石，则地基情况与图中的弹簧模部为坚硬岩石，则地基情况与图中的弹簧模型比较相近，这时将得出比较满意的结果。型比较相近，这时将得出比较满意的结果。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.2.半无限体弹性地基模型半无限体弹性地基模型优点：优点：缺点：缺点：本章所讨论的弹性地基梁计算理论本章所讨论的弹性地基梁计算理论采用局部弹性地基模型采用局部弹性地基模型。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3.3.弹性地基梁的挠度曲线微分方程弹性地基梁的挠度曲线微分方程式及其初参数解式及其初参数解 基本假设：基本假设：文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.1.弹性地基梁的挠度曲线微分方程式弹性地基梁的挠度曲线微分方程式 左图所示为局部弹性地基梁左图所示为局部弹性地基梁上的长为上的长为l、宽度、宽度b为单位宽度为单位宽度1的的等截面直梁，在荷载等截面直梁，在荷载及及Q作用作用下，梁和地基的沉陷为下，梁和地基的沉陷为，梁与，梁与地基之间的反力为地基之间的反力为。在局部弹性地基梁的计算中，在局部弹性地基梁的计算中，通常以沉陷函数通常以沉陷函数作为基本未知作为基本未知量，地基梁在外荷载量，地基梁在外荷载、Q作作用下产生变形，最终处于平衡状用下产生变形，最终处于平衡状态，选取坐标系态，选取坐标系xoy，外荷载，地，外荷载，地基反力，梁截面内力及变形正负基反力，梁截面内力及变形正负号规定如右图所示。号规定如右图所示。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.1.弹性地基梁的挠度曲线微分方程式弹性地基梁的挠度曲线微分方程式 为建立为建立应满足的挠曲微分方程，在梁中截取一微段应满足的挠曲微分方程，在梁中截取一微段，考察该段，考察该段的平衡有：的平衡有：得：得：得：得：化简得：化简得：将上式对于将上式对于x求导得：求导得：略去二阶微量得：略去二阶微量得：（3.2）（3.3）（3.4）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。如如果果梁梁的的挠挠度度已已知知，则则梁梁任任意意截截面面的的转转角角Q，弯弯矩矩M，剪剪力力Q可可按按材材料料力学中的公式来计算，即力学中的公式来计算，即1.1.弹性地基梁的挠度曲线微分方程式弹性地基梁的挠度曲线微分方程式 此即为弹性地基梁的挠此即为弹性地基梁的挠曲微分方程式曲微分方程式文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。令令，若地基梁宽度为若地基梁宽度为b，则有，则有2.2.对应齐次微分方程的通解对应齐次微分方程的通解 上面推导得弹性地基梁的挠曲微分方程式是一个四阶常系数线性非上面推导得弹性地基梁的挠曲微分方程式是一个四阶常系数线性非齐次微分方程，令式中齐次微分方程，令式中，即得对应齐次微分方程：，即得对应齐次微分方程：由微分方程理论知，上述方程的通解由四个线性无关的特解组合而成。为由微分方程理论知，上述方程的通解由四个线性无关的特解组合而成。为寻找四个线性无关的特解，令寻找四个线性无关的特解，令并代入上式有：并代入上式有：或或由复数开方根公式得：由复数开方根公式得：是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数，反映了地基梁与地基是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数，反映了地基梁与地基的相对刚度，对地基梁的受力特性和变形有重要影响，通常把的相对刚度，对地基梁的受力特性和变形有重要影响，通常把称为特征系数称为特征系数，称为换算长度。称为换算长度。（3.7）（3.8）（3.9）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.2.对应齐次微分方程的通解对应齐次微分方程的通解 由上式（由上式（3.8），分别令时），分别令时k=1,2,3时，即可得四个线性无关的特解，将其进行时，即可得四个线性无关的特解，将其进行组合并引入四个积分常数，即得齐次微分方程式（组合并引入四个积分常数，即得齐次微分方程式（3.7）的通解；）的通解；利用双曲函数关系：利用双曲函数关系：且令且令则有则有式中式中B1B1、B2B2、B3B3、及、及B4B4均为待定积分常数均为待定积分常数式（式（3.103.10）和式（）和式（3.113.11）均为微分方程（）均为微分方程（3.73.7）的通解，在不同）的通解，在不同的问题中，有各自不同的方便之处。的问题中，有各自不同的方便之处。（3.10）（3.11）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（一）初参数法（一）初参数法3.3.初参数解初参数解 由式（由式（3.11），再据式（），再据式（3.5）有）有（3.12）式（式（3.12）中积分常数）中积分常数B1、B2、B3、B4的确定是一个重要环节，梁在任一的确定是一个重要环节，梁在任一截面都有四个参数量，即挠度截面都有四个参数量，即挠度y、转角、转角、弯矩、弯矩M、剪力、剪力Q、而初始截面、而初始截面（x=o）的）的四个参数四个参数、就叫做初参数。就叫做初参数。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。用初参数法计算了弹性地基梁的基本思路是，用初参数法计算了弹性地基梁的基本思路是，把四个积分常数改把四个积分常数改用四个初参数来表示用四个初参数来表示，这样做的好处是，这样做的好处是:l使积分常数具有明确的物理意义使积分常数具有明确的物理意义;l根据初参数的物理意义来寻求简化计算的途径。根据初参数的物理意义来寻求简化计算的途径。3.3.初参数解初参数解 （二）用初参数表示积分常数（二）用初参数表示积分常数如图如图3.4所示，梁左端的四个边界所示，梁左端的四个边界条件（初参数）为条件（初参数）为（3.13）将上式代入式（将上式代入式（3.12），解出），解出积分常数得：积分常数得：文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（3.14）3.3.初参数解初参数解 再将式（再将式（3.14）代入式（）代入式（3.12），并注意），并注意，则有则有（3.15）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3.3.初参数解初参数解 其中其中、称为称为双曲线三角函数双曲线三角函数，它们之间有如下微分关系：，它们之间有如下微分关系：文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。u式（3.15）即为用初参数表示的齐次微分方程的;，u该式的一个显著优点是式中每一项都具有明确的物理意义;u如式（3.15）中的第一式中，表示当原点有单位挠度（其他三个初参数均为零）时梁的挠度方程，u 表示表示原点有单位转角时梁的挠度方程原点有单位转角时梁的挠度方程，等等；，等等；u另一个显著优点是另一个显著优点是，在四个待定常数，在四个待定常数、中中有两个参数可由原点端的两个边界条件直接求出，有两个参数可由原点端的两个边界条件直接求出，另两个待定初参数由另一端的边界条件来确定另两个待定初参数由另一端的边界条件来确定。这样就。这样就使确定参数的工作得到了简化。表使确定参数的工作得到了简化。表3.1列出了实际工程列出了实际工程中常遇到的支座形式反荷载作用下梁端参数的值。中常遇到的支座形式反荷载作用下梁端参数的值。3.3.初参数解初参数解 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3.3.初参数解初参数解 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。式（式（3.7）等价于地基梁仅在初参数作用下的挠曲微分方程，式（）等价于地基梁仅在初参数作用下的挠曲微分方程，式（3.6）等）等价于地基梁既有初参数作用，又有外荷载作用的挠曲微分方程，其特解项就是价于地基梁既有初参数作用，又有外荷载作用的挠曲微分方程，其特解项就是仅在外荷载作用下引起的梁挠度的附加项。下面根据梁上作用的各种形式荷载仅在外荷载作用下引起的梁挠度的附加项。下面根据梁上作用的各种形式荷载分别加以讨论。分别加以讨论。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 （一）集中荷载作用的特解项（一）集中荷载作用的特解项1、集中力作用的特解项。、集中力作用的特解项。如图如图3.5为一弹性地基梁，为一弹性地基梁，O端作用有初参数端作用有初参数、A点有点有集中力集中力p。设。设y1为为OA段的挠度表达式，段的挠度表达式，y2为为AB段的挠度表达式，由梁上无段的挠度表达式，由梁上无分布荷载作用，故分布荷载作用，故OA和和AB段的挠曲微分方程分别为段的挠曲微分方程分别为文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 其中其中式（式（3.16a）的解可用梁端初参数来表示，即）的解可用梁端初参数来表示，即（3.17）式（式（3.16b）的解可用）的解可用初参数作用下的解初参数作用下的解y1与集中力与集中力pi单独作用下引单独作用下引起的附加项叠加起的附加项叠加，即，即将式（将式（3.18）代入式（）代入式（3.16b），并注意式（），并注意式（3.16a）有）有（3.19）比较式（比较式（3.16a）和式（）和式（3.16b）知，式（）知，式（3.19）解的形式与式）解的形式与式（3.17）相同，）相同，不同之处是将不同之处是将x换为换为，四个初参数应解释为，四个初参数应解释为处的突变挠度处的突变挠度，转角，转角，弯矩，弯矩，剪力，剪力，故有，故有（3.20）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 由由A点的变形连续条件和受力情况有点的变形连续条件和受力情况有代入式（代入式（3.20）,并据式（并据式（3.5）得）得（3.21）当当时，取特解项为零。时，取特解项为零。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 2、集中力偶、集中力偶mi作用的特解项。作用的特解项。由由pi作用下特解项的推导结果可知，作用下特解项的推导结果可知，挠度附加项形式与初参数挠度附加项形式与初参数Q。作用下的挠。作用下的挠度相同，只是坐标起点与符号不同。同理，度相同，只是坐标起点与符号不同。同理，在集中力偶在集中力偶mi作用下挠度附加项与初参作用下挠度附加项与初参数数M。作用下挠度也具有相同的形式。作用下挠度也具有相同的形式，如，如图图3.6所示，所示，Mo=Mi，故有故有当当时，取特解项为零。时，取特解项为零。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 （二）分布荷载作用下的特解项（二）分布荷载作用下的特解项分布荷载可分解成多个集中力，按集中力求特解项，为此，在分布荷载可分解成多个集中力，按集中力求特解项，为此，在x截面左截面左边，离端点的距离为边，离端点的距离为u处取微段处取微段du，微段上荷载为，微段上荷载为qdu，此，此微荷载在它右边微荷载在它右边的截面的截面x处引起的挠度特解项处引起的挠度特解项为（如图为（如图3.7）而而x截面以左所有荷载引起的特解项截面以左所有荷载引起的特解项为为（3-23）下面讨论分布荷载的几种特殊情况。下面讨论分布荷载的几种特殊情况。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 1、均布荷载、均布荷载如图如图3.7，荷载均布于，荷载均布于ab段，对于段，对于oa段显然没有附加项段显然没有附加项，当，当时，时，积分限积分限是是，由式（，由式（3.23）及式（）及式（3.5）有）有（3.24）当当时，时，积分限是（积分限是（xa、xb），），由式（由式（3.23）及式）及式(3.5)有有（3.25）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 当荷载满跨均布时，积分限是（当荷载满跨均布时，积分限是（o、x），故有），故有（3.26）2、三角形分布荷载、三角形分布荷载如图如图3.8所示三角形荷载分布于所示，三角形荷载分布于ab段，有段，有(3.27)文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。当当时，时，积分限为积分限为,由式（由式（3.27）及式）及式（3.5）得）得4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 （3.28）当当时，时，积分限是积分限是，同理得，同理得（3.29）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。当三角形荷载布满全跨时当三角形荷载布满全跨时，积分限是（，积分限是（o、x）有）有（3.303、梁全跨布满梯形荷载的特解项。、梁全跨布满梯形荷载的特解项。如图如图3.9所示的地基梁在梯形荷载作用下的特解项只须把式所示的地基梁在梯形荷载作用下的特解项只须把式(3.26)与式（与式（3.30）两式叠加即可。两式叠加即可。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 （三）弹性地基梁在（三）弹性地基梁在、共同作用下共同作用下挠曲微分方程的通解挠曲微分方程的通解如图如图3.10所示的弹性所示的弹性地基梁，同时作用有地基梁，同时作用有集中集中力、力偶、均布载、三角力、力偶、均布载、三角载载时，综合各种荷载的影时，综合各种荷载的影响，就可得出挠度的一般响，就可得出挠度的一般公式，进行微分运算后，公式，进行微分运算后，还可得出转角、弯矩及剪还可得出转角、弯矩及剪力的一般公式，即力的一般公式，即文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基梁挠曲微分方程的特解弹性地基梁挠曲微分方程的特解 式（式（3.31）中，）中，当当，时，时，pi、mi两项取值为零两项取值为零。（3.31）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.4.弹性地基短梁、长梁及刚性梁弹性地基短梁、长梁及刚性梁短梁（又称有限长梁）（图3.11（a），当弹性地基梁的换算长度 时，属于短梁，它是弹性地基梁的一般情况。长梁：无限长梁（图3.11（b）、半无限长梁（图3.11（c）。当换算长度 时，属于长梁；若荷载作用点距梁两端的换算长度均 时，可忽略该荷载对梁端的影响，这类梁称为无限长梁；若荷载作用点仅距梁一端的换算长度 时，可忽略该荷载对这一端的影响，而对另一端的影响不能忽略，这类梁称为半无限长梁，无限长梁可化为两上半无限长梁。刚性梁（3.11（b），当换算长度 时，属于刚性梁。这时，可认为梁是绝对刚性的，即EI或20。上节的结果，能直接用于计算各种几何尺寸及弹性特征值上节的结果，能直接用于计算各种几何尺寸及弹性特征值的弹性的弹性地基等截面直梁。在工程实践中，经计算比较及分析表明，可根据不同地基等截面直梁。在工程实践中，经计算比较及分析表明，可根据不同的换算长度的换算长度，将地基梁进行分类，然后采用不同的方法进行简化。，将地基梁进行分类，然后采用不同的方法进行简化。通常将弹性地基梁分为三种类型。通常将弹性地基梁分为三种类型。弹性地基梁的分类弹性地基梁的分类文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。长梁、短梁和刚性梁的划分标准主要依据长梁、短梁和刚性梁的划分标准主要依据梁的实际长度与梁的实际长度与梁和地基的相对刚度之乘积梁和地基的相对刚度之乘积，划分的目的是为了简化计算。，划分的目的是为了简化计算。事实上，长梁和刚性梁均可按上一节介绍的公式进行计算，事实上，长梁和刚性梁均可按上一节介绍的公式进行计算，但长梁、刚性梁与短梁相比有其自身的一些特点，较短梁但长梁、刚性梁与短梁相比有其自身的一些特点，较短梁相比，计算可以进一步简化。相比，计算可以进一步简化。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.1.长梁的计算长梁的计算（一）无限长梁作用集中力（一）无限长梁作用集中力Pi的计算的计算如图如图3.12所示，梁上作用有集中力所示，梁上作用有集中力Pi，由于力作用点至两端点均满足，由于力作用点至两端点均满足，故把梁看作无限长梁。又因梁上分布荷载，故把梁看作无限长梁。又因梁上分布荷载，为便于分析，现采，为便于分析，现采用梁挠曲方程齐次解式的形式，即用梁挠曲方程齐次解式的形式，即由条件由条件；又由对称条件知：；又由对称条件知：考虑地基反力与外载考虑地基反力与外载Pi的平衡条件：的平衡条件：式（式（3.10）可写为）可写为（3.32）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。最后可得无限长梁右半部分的挠度、转角、弯矩及剪力：最后可得无限长梁右半部分的挠度、转角、弯矩及剪力：1.1.长梁的计算长梁的计算（3.33）其中其中对于梁的左半部分，只需将式（对于梁的左半部分，只需将式（3.33）中）中Q和和 改变符号即可。改变符号即可。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（二）无限长梁在集中力偶（二）无限长梁在集中力偶mimi作用下的计算作用下的计算 如图如图3.13(a)所示无限长梁，作用集中力偶，所示无限长梁，作用集中力偶，尽管尽管mi作用点并作用点并不一定在梁的对不一定在梁的对称截面上，但只称截面上，但只要要mi作用点到两作用点到两端满足端满足，则则mi作用点，就作用点，就可看作是梁的对可看作是梁的对称点，因而称点，因而可把可把梁分为两根半无梁分为两根半无限长梁限长梁（图（图3.13(b)、（、（c）)。梁对称截面上的梁对称截面上的反对称条件为反对称条件为文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。代入式（代入式（3.10）得）得A1=A2=A3=0及及，最后得无限长梁右半部分，最后得无限长梁右半部分的变形及内力为：的变形及内力为：（3.34）对于左半部分，只需将上式中对于左半部分，只需将上式中y与与M变号即可。变号即可。（二）无限长梁在集中力偶（二）无限长梁在集中力偶mimi作用下的计算作用下的计算 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（三）半无限长梁作用初参数的计算（三）半无限长梁作用初参数的计算如图（如图（3.14）所示的半无限长梁，梁端作用）所示的半无限长梁，梁端作用有初参数，因有初参数，因，故可借，故可借助挠曲方程齐次解的结果，为了助挠曲方程齐次解的结果，为了方便分析，采用式（方便分析，采用式（3.11）的形式：）的形式：由由代入上式得代入上式得故有故有B1=-B3，B2=-B4文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。再由再由得得最后得最后得（3.35）如梁端作用有初参数如梁端作用有初参数、，则可得，则可得、与与、之间的关系为之间的关系为（三）半无限长梁作用初参数的计算（三）半无限长梁作用初参数的计算文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（四）半无限长梁在梯形荷载作用下的计算（四）半无限长梁在梯形荷载作用下的计算如图如图3.15所示的半无限长梁，作用分布荷载所示的半无限长梁，作用分布荷载q、q，挠曲方程为式，挠曲方程为式（3.7）。容易验证，）。容易验证，是式（是式（3.7）的一个特解，故在）的一个特解，故在梯形分布荷载作用梯形分布荷载作用下半无限长梁任一截面的变形与内力为：下半无限长梁任一截面的变形与内力为：文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.刚性梁的计算刚性梁的计算如图如图3.16所示的则性梁，梁端作用有初参数所示的则性梁，梁端作用有初参数和和，并有梯形分布的荷，并有梯形分布的荷载作用，显然，载作用，显然，地基反力也呈梯形分布地基反力也呈梯形分布，按静定梁的平衡条件，可得刚性梁的按静定梁的平衡条件，可得刚性梁的变形与内力为：变形与内力为：（3.37）文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5.5.算例算例例题例题3.1如图如图3.17所示，两端自由的弹性地基梁，长所示，两端自由的弹性地基梁，长l=4m，宽宽b=0.2m，EI=1333103Nm2，地基的弹性压缩系数，地基的弹性压缩系数K=4.0104kN/m3,求梁求梁1、2及及3截面的弯矩。截面的弯矩。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。解：（解：（1）判断梁的类型）判断梁的类型考虑集中载距右端为考虑集中载距右端为1m，故属短梁。，故属短梁。（2）计算初参数）计算初参数据式（据式（3.31）中）中M、Q表达式为表达式为文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。将各数值代入后得将各数值代入后得（3）计算各截面的弯矩）计算各截面的弯矩文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。例题例题3.2已知弹性地基梁已知弹性地基梁DE，长度，长度l及弹性特征系数及弹性特征系数为已为已知，作用荷载如图知，作用荷载如图3.18所示，如果所示，如果，试求，试求截面的挠度截面的挠度、转角、转角、弯矩、弯矩及剪力及剪力。文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。解：解：（1）由于）由于，故为无限长梁。，故为无限长梁。（2）求出每一荷载单独作用下地基梁的内力和变形，然后再叠加得出）求出每一荷载单独作用下地基梁的内力和变形，然后再叠加得出地基梁总内力和总变形。应当注意，对于集中力作用情况，要分清所求地基梁总内力和总变形。应当注意，对于集中力作用情况，要分清所求截面是作用点左边，还是右边，如所求截面在作用点左边，则需将所求截面是作用点左边，还是右边，如所求截面在作用点左边，则需将所求得的相应项改变符号。得的相应项改变符号。由式（由式（3.33）和式（）和式（3.34）得）得文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。谢谢 谢谢