13结构的动力计算.ppt

第十章
结构动力计算基础
§10-1 动力计算的特点和动力自由度
一、动力计算的特点
“静力荷载”:大小、方向和作用位置不随时间而变化的荷载。由它所引起的内力和变形都是确定的。
“动力荷载”:大小、方向和作用位置随时间而变化的荷载。这类荷载对结构产生的惯性力不能忽略,由它所引起的内力和变形都是时间的函数。
P(t )
t
P
t
简谐荷载(按正余弦规律变化)
一般周期荷载
二、动力荷载分类(变化规律及其作用特点)
1)周期荷载:随时间作周期性变化。
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)
2)冲击荷载:短时内剧增或剧减。
(如爆炸荷载)
P
t
P(t )
t
tr
P
tr
P
三、动力计算中体系的自由度
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
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。
确定体系上全部质量位置所需独立参数的个数
2个自由度
y2
y1
2个自由度
自由度与质量数不一定相等
m
m>>m梁
m
+αm梁
I
I
2I
m
+αm柱
厂房排架水平振时的计算简图
单自由度体系
§10-2 单自由度体系的自由振动
自由振动:没有动荷载的作用。
静平衡位置
m获得初位移y
m获得初速度
要解决的问题包括:
建立运动方程、计算自振频率、周期和阻尼等
一、自由振动微分方程的建立
方法:达朗伯尔原理
应用条件:微幅振动
1、刚度法:
m
.
.
yj
.
yd
静平衡位置
质量m在任一时刻的位移 y(t)=yj+yd
k
力学模型
.
yd
m
m
W
S(t)
I(t)
+
重力 W
弹性力
恒与位移反向
惯性力