长安大学土木工程专业：《结构力学》课程教学资源（PPT课件）第十三章 结构的动力计算

第13章结构的动力计算

第13章 结构的动力计算

813-1动力计算的特点和动力自由度 .动荷载及其分类 动荷载是指其大小、方向和作用位置随 时间变化的荷载.由于荷载随时间变化较快 ,所产生的惯性力不容忽视。因此,考虑惯 性力的影响是结构动力学的最主要特征。 静荷载只与作用位置有关,而动荷载 是坐标和时间的函数

§13－1 动力计算的特点和动力自由度 一 ．动荷载及其分类 动荷载是指其大小、方向和作用位置随 时间变化的荷载．由于荷载随时间变化较快 ，所产生的惯性力不容忽视。因此，考虑惯 性力的影响是结构动力学的最主要特征。 静荷载只与作用位置有关，而动荷载 是坐标和时间的函数

动荷载按其随时间的变化规律进行分类: 周期 简谐荷载 非简谐荷载 确定性 冲击荷载 动荷载 非周期 突加荷载 其他确定规律的动荷载 地震荷载 非确定性 风荷载 其他非确定规律的动荷载

动荷载按其随时间的变化规律进行分类：                                    其他非确定规律的动荷载 风荷载 地震荷载 非确定性 其他确定规律的动荷载 突加荷载 冲击荷载 非周期 非简谐荷载 简谐荷载 周期 确定性 动荷载

二.结构动力计算的内容和特点 1.动力计算的主要内容 第一类问题:反应问题 输入 结构 (动荷载) (系统) 输出 (动力反应)

二．结构动力计算的内容和特点 1. 动力计算的主要内容 第一类问题：反应问题 输入 （动荷载） 结构 （系统） 输出 （动力反应）

第二类问题:参数(或系统)的识别 输入 结构 (动荷载) (系统) 输出 (动力反应

第二类问题：参数（或系统）的识别 输入 （动荷载） 结构 （系统） 输出 （动力反应）

第三类问题:荷载识别 输入 结构 (动荷载) (系统) 输出 (动力反应

第三类问题：荷载识别 输入 （动荷载） 结构 （系统） 输出 （动力反应）

第四类问题:控制问题 输入 结构 (动荷载) (系统) 控制系统 输出 (装置、能量) (动力反应)

第四类问题：控制问题 输入 （动荷载） 结构 （系统） 输出 （动力反应） 控制系统 （装置、能量）

2.结构动力计算的目的 研究结构在动荷载作用下的反应规 律,找出动荷载作用下结构的最大动内 力和最大动位移,为结构的动力可靠性 设计提供依据

2．结构动力计算的目的 研究结构在动荷载作用下的反应规 律，找出动荷载作用下结构的最大动内 力和最大动位移，为结构的动力可靠性 设计提供依据

3.动力反应的特点 在动荷载作用下,结构的动力反应 (动内力、动位移等)都随时间变化, 它的除与动荷载的变化规律有关外,还 与结构的固有特性(自振频率、振型和 阻尼)有关。 不同的结构,如果它们具有相同的 阻尼、频率和振型,则在相同的荷载下 具有相同的反应。可见,结构的固有特 性能确定动荷载下的反应,故称之为结 构的动力特性

3．动力反应的特点 在动荷载作用下，结构的动力反应 （动内力、动位移等）都随时间变化， 它的除与动荷载的变化规律有关外，还 与结构的固有特性（自振频率、振型和 阻尼）有关。 不同的结构，如果它们具有相同的 阻尼、频率和振型，则在相同的荷载下 具有相同的反应。可见，结构的固有特 性能确定动荷载下的反应，故称之为结 构的动力特性

三.自由振动和强迫振动 自由振动结构在没有动荷载作用时,由 初速度、初位移所引起的振动。 研究结构的自由振动,可得到结构的 自振频率、振型和阻尼参数。 强迫振动结构在动荷载作用下产生得振 动。 研究强迫振动,可得到结构的动力 反应

强迫振动 结构在动荷载作用下产生得振 动。 研究强迫振动，可得到结构的动力 反应。 三．自由振动和强迫振动 自由振动 结构在没有动荷载作用时，由 初速度、初位移所引起的振动。 研究结构的自由振动，可得到结构的 自振频率、振型和阻尼参数