结构的动力计算知识分享.ppt

*第10章结构的动力计算本章导读●基本要求掌握结构动力计算的基本方法和动力自由度数的判别方法;掌握单自由度体系的自由振动和在简谐荷载作用下的受迫振动的计算方法;了解单自由度体系在一般动荷载作用下的动力反应的计算方法;掌握两个自由度体系自由振动的计算方法;了解两个自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动的计算方法;了解阻尼对振动的影响;了解振型分解法;了解近似计算频率的能量法。*本章导读●重点结构动力分析的基本方法及动力自由度的概念;无阻尼单自由度体系的自由振动及其在简谐荷载作用下的受迫振动;阻尼对振动的影响;无阻尼两个自由度体系的自由振动及其在简谐荷载作用下的受迫振动。●难点单自由度体系和两个自由度体系运动方程的建立与求解;无阻尼单自由度体系在一般动荷载作用下的动力反应;有阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下的动力反应;振型分解法;近似计算频率的能量法。*动荷载与静荷载的区别动荷载: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。,所有的荷载均是变化的,是动力荷载。其中一部分荷载的变化周期若大于结构的自振周期(用T表示)的5倍以上时,可认为其变化非常缓慢,将其视为静力荷载计算而引起的误差可忽略不计。*动力计算与静力计算的区别动力荷载作用下的结构计算称为结构动力计算,与静力荷载计算相比,结构在动力荷载作用下引起的各质点的加速度以及结构的惯性力是不能忽略的。因此,考虑惯性力的影响是结构动力学计算最主要的特点。同时应注意:在结构的动力计算中,动荷载、动力反应等均是时间的函数,这是动力计算要注意的另一特点。*偏心质量m,偏心距e,匀角速度θ惯性力:P=mθ2e,(t)tFP(t)t(1)简谐荷载:按正余弦规律变化。一般周期荷载(2)冲击荷载:短时内剧增或剧减。(如爆炸荷载)FP(t)tFP(t)tt1t1(3)突加荷载*(4)随机荷载:(如地震荷载、风荷载)随机变化的地面加速度*:确定体系上全部质量位置所需独立参数的个数称为体系的动力自由度。单自由度体系多自由度体系无限自由度体系*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*几点注意:①对于具有集中质量的体系,其自由度数并不一定等于集中质量数,可能比它多,也可能比它少。②体系的自由度与其超静定次数无关。③体系的自由度决定了结构动力计算的精度。④在几何组成分析中所说的自由度是刚体系的运动自由度,动力计算中讨论的自由度是变形体系中质量的运动自由度。两个自由度单自由度