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第十三章
结构的动力计算
§13-1、动力计算的特点和动力自由度
1、动力荷载的特点。
静力荷载: 施力过程缓慢,不使结构物产生显著的加速度,因而是可以略去惯性力影响的荷载。
静力荷载对结构的影响:静力荷载作用下,结构处于静力平衡状态,荷载的大小、方向、作用点以及由它引起的结构的内力、位移等各种量值都不随时间而变化。
动力荷载:施力过程较迅速,在动力荷载作用下,结构将产生不容忽视的加速度,必须考虑惯性力的影响。
动力荷载对结构的影响:动力荷载作用下,结构将发生振动。荷载的大小、方向、作用点以及由它引起的结构的内力、位移等各种量值都是时间的函数。力系中包括惯性力,计算中考虑瞬间平衡。
2、常见的动力荷载及分类
1、周期荷载:荷载随时间作周期性变化。
(1)简谐周期荷载:荷载 FP(t) 随时间 t 的变化规律可用正弦或余弦函数表示。是周期荷载中最简单,也是最重要的一种。
(2)一般周期荷载:简谐荷载以外的其它形式的周期荷载。
t
简谐荷载
FP(t)
t
周期荷载
FP(t)
2、冲击荷载:在很短的时间内,荷载急剧增大或急剧减小。
(1)作用在结构物上的爆炸冲击荷载。
(2)突加荷载,突然施加于结构并在一定时间内荷载值维持不变。
(3)撞击荷载,物体之间相互撞击作用,在极短时间内出现,又突然消失的荷载。
以上为数定荷载,确定性荷载。
t
非周期性的爆炸荷载
FP(t)
3、随机荷载(非数定荷载):
在任一时刻的数值无法预测。
(1)地震对建筑物的激振。
(2)风力的脉冲荷载。
(3)波浪对坝体的拍击。等
动力荷载作用可以是分布的,也可以是集中的。其作用位置可以是固定的,也可以是随时移动的。
本课程在此只讨论数定荷载作用。
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