文档介绍：结构力学
学****内容
    结构动力计算概念,动力计算自由度,建立体系的运动方程;单自由度体系的自由振动(频率、周期和振幅的计算);单自由度体系在简谐荷载作用下的的强迫振动(动内力、动位移计算);阻尼对振动的影响;有限自由度体系的自由振动(频率、振型及振型正交性);有限自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动(动内力、动位移计算);频率、振型的近似计算方法。
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学****目的和要求
目的:工程结构除受静荷载作用外,有时还会受到随时间迅速变化的动荷载作用,如地震荷载等。在动荷载作用下,结构发生振动,结构的内力、位移等将随时间变化。确定它们的变化规律,从而得到这些量的最大值,以便做出合理的动力设计是本章的学****目的。
要求:掌握动力自由度的判别方法。掌握单自由度、有限自由度体系运动方程的建立方法。熟练掌握单自由度体系、两个自由度体系动力特性的计算。熟练掌握单自由度体系、两个自由度体系在简谐荷载作用下动内力、动位移的计算。掌握阻尼对振动的影响。了解自振频率的近似计算方法。
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1、结构动力学的计算特点
荷载的大小、方向、作用位置随时间变化?
动是绝对的,静是相对的。区别在于计算中是否考虑惯性力,由振动引起的内力和位移称动内力和动位移,它们不仅是位置而且是时间的函数。
第一节结构动力计算概述
3. 动力计算中内力与荷载不能构成静力平衡
利用达朗贝尔原理,引入惯性力,使结构在某一瞬时处于动平衡状态。可按静力学原理和方法计算结构在该时刻的内力和位移。
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由于动荷载使结构产生了不容忽视的惯性力,其作用完全不能等同于将动载看作静载计算所得的量值;这反映了动载对结构更为不利的一面,对规模较大、较复杂的结构,尤其需要慎重考虑,合理地设计承受动力荷载的结构。
第一节结构动力计算概述
1、结构动力学的计算特点
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1 动荷载的定义
结构在大小方向和作用点随时间变化的荷载作用下,质量运动加速度所引起的惯性力(innertia force)和荷载相比达到不可忽视的程度时的荷载称为动荷载(dynamic load)
把荷载看成是静荷载还是动荷载应结合结构本身的动特性加以判决
2、动荷载及其分类
第一节结构动力计算概述
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2 动荷载的分类
动荷载
确定
不确定
风荷载
地震荷载
其他无法确定变化规律的荷载
周期
非周期
简谐荷载
非简谐荷载
冲击荷载
突加荷载
其他确定规律的动荷载
结构振动分析
随机振动分析
第一节结构动力计算概述
2、动荷载及其分类
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需要指出的是一种荷载是否作为动荷载并不是一成不变的,它与结构本身的动特性有关。
如:风荷载
动荷载周期高于结构周期5倍以上时,动力作用较小,可按静力计算。
高耸柔性结构
动载
低矮刚性结构
静载
第一节结构动力计算概述
2、动荷载及其分类
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1 结构动力学和结构静力学的对比
,需要处理微分问题。
,而且与结构动特性有关。
3、结构动力学的任务和内容
2 结构动力学的任务
确定结构动特性及结构固有特性与动荷载、动响应之间的关系;
为结构动力可靠性设计和健康诊断提供依据。
确定结构在任意荷载作用下进行响应分析的方法。
第一节结构动力计算概述
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3 结构动力学的研究内容
第一类问题:由输入求输出的结构动力计算响应分析;
输入
(动力荷载)
输出
(动力反应)
结构
(系统)
第一节结构动力计算概述
3、动力学的任务和内容
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