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叠加原理

联系结构的总反应与分反应之间的关系的刀学原理,即结构在几个荷载共同作用下所产生的反应等于每一个荷载单独作用下所产生的相应反应的叠加。这里所说的荷载也包括结构的温度改变和支座沉陷等。应用叠加原理可以解一些比较复杂的工程力学问题。如杆件的组合变形问题,多自由度体系的振动问题(振型叠加法)等。在水利工程的设计中,常常将不同的荷载分为几种情况的组合,然后比较由各种组合所得的结果,进行设计。

联系结构的总反应与分反应之间的关系的刀学原理,即结构在几个荷载共同作用下所产生的反应等于每一个荷载单独作用下所产生的相应反应的叠加。这里所说的荷载也包括结构的温度改变和支座沉陷等。应用叠加原理可以解一些比较复杂的工程力学问题。如杆件的组合变形问题,多自由度体系的振动问题(振型叠加法)等。在水利工程的设计中,常常将不同的荷载分为几种情况的组合,然后比较由各种组合所得的结果,进行设计。这实际上就是应用叠加原理。在有些工程力学问题中,简单荷载作用下的解答已制成的图表,应用叠加原理解题时就可以利用这些图表,而避免许多繁复的计算。例如,求解梁的位移和弹性基础梁的弯矩时都采用叠加和查表并用的方法,计算十分简便。

叠加原理只有当结构的反应是作用荷载的线性函数时才成立。例如梁的位移问题,只有梁的材料服从胡克定律,而且梁的挠度很小,叠加原理才成立。因为这时梁的挠曲线的微分方程是线性方程。在小挠度情况下,还可以认为荷载和反力的作用线的原来位置没有改变。水利工程中所用的梁一般能满足上述两个条件。所以在计算梁的挠度和转角时,可以应用叠加原理。这种计算方法称为叠加法,在水利工程和其他力学问题中得到广泛应用。

(李詠偕)

叠梁闸门