generale
Le basi per le forze interne sono i progetti delle sezioni trasversali che sono, nella maggior parte dei casi, determinati per carichi con punto di applicazione noto e fisso. Tuttavia, durante la progettazione di vie di corsa o ponti stradali, si verificano anche carichi mobili. I punti di applicazione di questi carichi sono variabili nel tempo.
Per progettare una struttura di supporto, devono essere note le forze interne massime e minime e le reazioni dei vincoli esterni. Le linee di influenza possono essere utilizzate per trovare le posizioni del carico determinante.
Determinazione delle linee di influenza
Per quanto riguarda il carico non mobile, la base è la definizione di una sezione per la quale dovrebbero essere determinate le forze interne. Il carico si applica con un carico unitario la cui posizione di carico è variabel. La Figura 01 mostra il confronto della valutazione della forza interna My per un carico non mobile Fz con x = 1.25 m e la linea di influenza ηMy per un carico unitario mobile Fz = 1 e la posizione di valutazione x = 1.25 m.
Per determinare la linea di influenza, un singolo carico viene "rotolato" sulla struttura di supporto e per ogni posizione di carico; l'influenza sulla sezione da valutare è registrata come ordinata η. Le ordinate possono essere positive e negative. Se l'ordinata ha il valore η = 0, è anche chiamato punto di separazione del carico. In questa posizione, la linea di inflessione taglia la linea di base. Un carico applicato in questa posizione quindi non ha influenza sulla forza interna esaminata. Nella figura 01, questo è il caso non appena il carico è direttamente sopra il vincolo esterno.
Se tutti i punti finali delle ordinate determinate sono collegate, si otterrà la linea di influenza.
Valutazione delle linee di influenza
Nella figura 02, il carico agenti strutturale è stato applicato a x = 3,50 m nella trave a due campate superiore. La linea di influenza nel raggio inferiore a due campate viene ancora valutata per x = 1,25 m. Il termine "influenza" dovrebbe essere chiarito qui. Nella posizione x = 1,25 m, risulta in un momento My = -0,12 kNm a condizione che il carico Fz = 1,0 kN sia a x = 3,50 m.
Se la linea di influenza ηMy è considerata ora, un'ordinata η = -0.12 si trova a x = 3,50 m.
Sommario: Qualsiasi carico Fz che si trova in x = 3,50 m genera un momento My = -0,12 ⋅ Fz in x = 1,25 m. (Il valore -0.12 è arrotondato. Il valore puro è -0,11507.)
Un altro semplice esempio mostra nella figura 03 la valutazione della linea di influenza per la forza del vincolo esterno nel vincolo sinistro per un carico del treno risultante da due carichi singoli. Il carico unitario Fz = 1 genera una forza di 1,0 kN nel vincolo esterno. L'ordinata η è quindi 1.0. Ogni carico P genera quindi la forza P ⋅ η nel vincolo esterno. Se sono disponibili diversi carichi, ogni singolo carico Pi genera una forza Pi ⋅ ηi nel vincolo esterno.
La forza del vincolo risulta in:
Esempio dalla figura 03:
Per determinare un carico massimo del vincolo esterno, il carico del treno deve essere posizionato nell'area positiva della linea di influenza. Se si deve determinare il minimo, il carico del treno deve essere posizionato di conseguenza nell'area negativa.
Regola generale: Per trovare un valore estremo, il carico più grande è posizionato direttamente sul valore massimo della linea di influenza. La visualizzazione grafica della linea di influenza tramite RF-INFLUENCE è utile qui.
Conclusione
Le linee di influenza sono utilizzate per trovare i valori estremi delle forze di supporto e delle forze interne dei carichi mobili.
La forma della linea di influenza consente di trarre delle conclusioni sul carico determinante per trovare un valore limite nella sezione valutata per la forza interna corrispondente.
La linea di influenza viene visualizzata per l'intera lunghezza del componente strutturale da valutare, ma tutte le ordinate indicate η descrivono l'influenza su un valore strutturale in una sola posizione della trave.
RF-INFLUENCE è lo strumento per determinare le linee di influenza delle aste e le superfici di influenza delle superfici per forze interne, forze di supporto e deformazioni.
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