结构动力学：Chapter 10（结构动力学）.pdf

文档介绍：第10章 结构动力学
本章内容的基本要求
本章课程的任务是使学生了解和掌握结构的动力特性和动力响应
的计算分析方法 ，具体为：
（1）掌握结构动力分析的基本方法，掌握单自由度及两自由度体
系的自由振动及其在简谐荷载作用下的强迫振动的计算方法 ；
（2）了解阻尼的作用，了解频率的近似计算方法。
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10-1 动力计算概述
一、动力计算的目的
静力分析 ：
⇒ 考虑结构受到固定不变的荷载
静力荷载
多工况情形
若考虑移动荷载，
用影响线来确定最大响应量。
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对于实际工程结构，我们要考虑
地震、风荷载
转动机械中偏心导致的振动
爆炸产生的冲击作用
汽车在桥上行驶对桥梁的冲击作用
……
考虑时变效应
动力分析
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二、动力计算的对象
固端弯矩 M = PL
自由端位移 w = Pδ1
δ1: 单位荷载下的位移
P(t)
t
P(t) 固定端弯矩 M ()tPtL= () ?
自由端位移 wt()= Pt ()δ1?
t
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M ()t PtL()
P(t)
? t
wt()
t
Pt()δ1
t
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地面运动加速度
地震作用下的水塔 水塔顶部位移
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三、动力计算的特点
1、内容：
（1）研究动力荷载作用下，结构的内力、位移等计算原理
和计算方法。求出它们的最大值并作为结构设计的依据。
（2）研究单自由度及多自由度的自由振动、强迫振动。
2、静荷载和动荷载
（1）静荷载：荷载的大小和方向不随时间变化（如梁板
自重）。
（2）动荷载：荷载的大小和方向随时间变化，需要考虑
惯性力（与影响线不同）。
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3、特点
（1）必须考虑惯性力（当θ=ω时，共振）。
（2）内力与荷载不能构成静平衡。必须考虑惯
性力。依达朗伯原理，加惯性力后，将动力问题转
化为静力问题。
（3）分析自由振动即求自振频率、振型、阻尼
参数等是求强迫振动动力反应的前提和准备。
（4）学****循序渐进。
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电视塔结构
一阶弯曲模态
1st order bending modes
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电视塔结构
二阶弯曲模态
2nd order bending modes