文档介绍：1基本要求:熟练掌握熟练掌握单自由度体系的自由振动和简谐荷载作用下的受迫振动、两个自由度体系的自由振动及主振型的正交性。掌握计算频率的近似法、阻尼对振动的影响。了解一般荷载作用下结构的动力反映(杜哈梅积分)、无限自由度体系的自由振动。?结构动力计算特点和内容?单自由度体系的自由振动?单自由度体系的强迫振动?多自由度体系的自由振动?多自由度体系的强迫振动第10章结构动力计算21、结构动力计算的特点和内容?动荷载(dynamicload)与静荷载(staticload)的区别动荷载:大小、方向或位置随时间而变,静荷载:大小、方向或位置不随时间而变,而且变得很快或变得很慢衡量荷载变化快慢的标准还有结构的自振频率。§10-1动力计算概述3两者都是建立平衡方程,但动力计算,利用动静法,建立的是形式上的平衡方程。力系中包含了惯性力,考虑的是瞬间平衡,荷载内力都是时间的函数。建立的方程是微分方程。与静力计算的区别研究结构在动荷载作用下的动力反应的计算原理和方法。涉及到内外两方面的因素::自振频率、阻尼、振型。(自由振动)。(强迫振动)动力计算的内容42、动荷载及其分类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(innertiaforce)和荷载相比达到不可忽视的程度时的荷载称为动荷载(dynamicload)动是绝对的;静是相对的。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。5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6偏心质量m,偏心距e,匀角速度θ惯性力:P=mθ2e,(t)tPt简谐荷载(harmonicload)一般周期荷载(periodicload)1)周期荷载:随时间作周期性变化。(转动电机的偏心力)72)冲击荷载:短时内剧增或剧减。3)随机荷载:(非确定性荷载)荷载在将来任一时刻的数值无法事先确定。(如地震荷载、风荷载)P(t)t随即荷载(randomload)PttrP突加荷载(Suddenlyappliedconstantload)P(t)ttrP爆炸荷载83、动力计算中体系的自由度(degree-of-freedom)确定运动过程中任意时刻全部质量的位置所需独立几何参数的个数称为体系的振动自由度。实际结构的质量都是连续分布的,严格地说来都是无限自由度体系。计算困难,常作简化如下:1)集中质量法(methodoflumpedmess)把连续分布的质量集中为几个质点,将一个无限自由度的问题简化成有限自由度问题。mm>>m梁m+αm梁II2Im+αm柱厂房排架水平振动时的计算简图单自由度体系(singledegree-of-freedomsystem)三个自由度体系9水平振动时的计算体系多自由度体系构架式基础顶板简化成刚性块θ(t)v(t)u(t)三个自由度三个自由度复杂体系可通过加支杆限制质量运动的办法确定体系的自由度10xy(x)2)广义坐标法(generalizedcoordinate)将无限自由度体系化成有限自由度体系的另一种方法假设震动曲线???niiixaxy1)()(?221,...,,???为满足位移边界条件已知函数,称为形状函数,a1,a2,…an为待定的参数(广义坐标)。?烟囱底部的位移条件:0,0??dxdyy于是近似设变形曲线为:13221....)(?????nnxaxaxaxyn个自由度体系?简支梁的位移条件y(0)=0,y(l)=0于是近似设变形曲线为:???nkklxkaxy1sin)(?n个自由度体系