04-結(jié)構(gòu)力學(xué)——結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)(存儲(chǔ)版)
【正文】 2m2 ][ 111 ymP ????)(????????????????????????????????212121222112112100yymmPPyy????????11?1?21?12?1? 22?][ 222 ymP ????][][ 22212111111 ymPymPy ???? ???? ??][][ 22222111212 ymPymPy ???? ???? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? )( ymPy ???? ?第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 59 / 64 例題： 不考慮桿件的軸向變形，不考慮阻尼，建立圖示剛架的運(yùn)動(dòng)方程 l FP(t) l/2 l/2 m m FP(t) m m FI1 FI2 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 60 / 64 FP(t) m m ?1P ?2P m m ?11 ?21 FP=1 m m ?11 ?21 FP=1 EIl3311 ?? EIl232112 ?? ??EIl34 322 ??EIlΔ485 3P1 ?EIlΔ83P2 ? ???????mmM002柔度法 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 61 / 64 FP(t) m m R2 R1 Z1 FP(t) Z1=1 FP(t) ik 711 ?8PP1lFR ?ilFZ56P1 ??剛度法 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 62 / 64 )(5622 P1 ?? FiR5622 P /F563 P /F)(563 P2 ?? FiR)(5622 P1E ?? FiF)(563 P2E ?? FiF311 748lEIk ?32112 718lEIkk ???322 712lEIk ?仍采用位移法求剛度系數(shù) 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 63 / 64 ? 動(dòng)力學(xué)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。 m EI l/2 )(tFPEI ??1EIl/2 )(ty)(tFP)(tym ??? )(ty)(tFP)(tym ???)(tR0?)(tR11k1 )(tFP)(tym ??? )(1 tR P0111 ?? )()( tRtyk P 311 24 l/EIk ?2P1 /)( tFymR P ?? ?? )()( tFtyl EItym P3 21)(24 ????第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 52 / 64 層間側(cè)移剛度 ： 對于帶剛性橫梁的剛架（剪切型剛架），當(dāng)兩層之間發(fā)生相對單位水平位移時(shí)，兩層之間的所有柱子中的剪力之和稱作該層的層間側(cè)移剛度。但對于具體問題工作量可能不同。 )(E tFkyycym ??? ???第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 41 / 64 在實(shí)際工程中有些體系根據(jù)結(jié)構(gòu)特征必須簡化為多自由度 (如多層結(jié)構(gòu)、不等高排架等 )。 323lEIk ?)(23 P3 tFulEIum ????用力法、位移法或力矩分配法均可求得 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 單自由度體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 36 / 64 值得注意的是 ：用剛度法建立運(yùn)動(dòng)方程 ， 一般情況下都要求解超靜定結(jié)構(gòu)的靜力問題 。 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 28 / 64 重點(diǎn)介紹直接平衡法 （ 1）根據(jù)問題的具體情況和精度要求確定體系質(zhì)量分布和動(dòng)力自由度數(shù)，即建立計(jì)算模型。 外形相同但動(dòng)力特性不同的兩個(gè)結(jié)構(gòu)，在相同荷載作用下的響應(yīng)也不同；而外形不同但動(dòng)力特性相同的兩個(gè)結(jié)構(gòu)，在相同荷載作用下的響應(yīng)卻是相同的。 動(dòng)力分析體系的自由度 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算概述 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 14 / 64 2 體系自由度的簡化 1) 集中質(zhì)量法（ lumped mass） 將實(shí)際結(jié)構(gòu)的質(zhì)量看成（按一定規(guī)則）集中在某些幾何點(diǎn)上，除這些點(diǎn)之外物體是無質(zhì)量的。 b． 動(dòng)響應(yīng)不僅與動(dòng)荷載有關(guān) ， 而且與結(jié)構(gòu)動(dòng)特性有關(guān) 。 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 4 / 64 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算特點(diǎn) 荷載的大小、方向、作用位置隨時(shí)間變化？ 動(dòng)是絕對的，靜是相對的 。在動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移等將隨時(shí)間變化。掌握單自由度、有限自由度體系運(yùn)動(dòng)方程的建立方法?？砂挫o力學(xué)原理和方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在該時(shí)刻的內(nèi)力和位移。 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算概述 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 10 / 64 3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究內(nèi)容 ? 第一類問題： 由輸入求輸出的結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 響應(yīng)分析 ； 輸入 （動(dòng)力荷載） 輸出 （動(dòng)力反應(yīng)） 結(jié)構(gòu) （系統(tǒng)） 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算概述 動(dòng)力學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 11 / 64 ? 第二類問題：由輸入、輸出求結(jié)構(gòu)特性的 系統(tǒng)識(shí)別 ； 參數(shù)識(shí)別 輸入 （動(dòng)力荷載） 結(jié)構(gòu) （系統(tǒng)） 輸出 （動(dòng)力反應(yīng)） 荷載識(shí)別 輸入 （動(dòng)力荷載） 輸出 （動(dòng)力反應(yīng)） 結(jié)構(gòu) （系統(tǒng)） 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算概述 動(dòng)力學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 12 / 64 ? 第三類問題：由輸入、輸出和系統(tǒng)求環(huán)境識(shí)別。這樣就將無限自由度系統(tǒng)變成一有限自由度系統(tǒng)。 引起耗能的原因主要有 ： 稱這些耗能因素為阻尼 （ damping），它是動(dòng)力分析的一個(gè)重要特性。 m k c yyy ???,ds yyy ??位 移 displacement dyy ?? ?速 度 velocity dyy ???? ?加速度 acceleration ys yd 第二節(jié) 建立體系運(yùn)動(dòng)方程 單自由度體系運(yùn)動(dòng)方程 a 列動(dòng)力平衡方程（剛度法） 第十五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算 32 / 64
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