《桥梁抗震》课程教学资源（课件讲稿）动力学（结构动力学概述）

第2章结构动力学概述结构动力学是结构力学的一个分支，着重研究结构对于动荷载的响应（如位移、应力等的时间历程），以便确定结构的承载能力和动力学特性，或为改善结构的性能提供依据

1 结构动力学是结构力学的一个分支，着 重研究结构对于动荷载的响应（如位移、应 力等的时间历程），以便确定结构的承载能 力和动力学特性，或为改善结构的性能提供 依据。 第2章 结构动力学概述

O结构动力系统显示如下输入输出结构响应动荷载体系>动荷载的特性>结构的动力特性>结构响应分析

结构动力系统显示如下： 2 动荷载 结构 体系 响应 输入 输出 ➢动荷载的特性 ➢结构的动力特性 ➢结构响应分析

3结构动力体系位移静荷载结构体系静力响应内力输入输出数值大小应力inputOutput方向作用点刚度、约束杆件尺寸截面特性动位移加速度速度动荷载动力响应结构体系动应力输入输出动力系数大小inputOutput随时间变化方向质量、刚度作用点阻尼、约束时间函数时间变化频率、振型

3 结构动力体系 结构体系 静力响应 输入 input 输出 Output 静荷载 位移 内力 应力 刚度、约束 杆件尺寸 截面特性 大小 方向 作用点 输入 input 输出 Output 动荷载 结构体系 动力响应 动位移 加速度 速度 动应力 动力系数 随时间变化 质量、刚度 阻尼、约束 频率、振型 大小 方向 作用点 时间变化 数值 时间函数

12.1 动荷载的定义和分类荷载：作用在结构上的主动力荷载三要素：大小、方向和作用点荷载分类：作用时间：恒载活载作用位置：固定荷载移动荷载对结构产生的力学效应：静荷载动荷载

4 2.1 动荷载的定义和分类 荷载： 荷载三要素： 荷载分类： 作用在结构上的主动力 大小、方向和作用点 作用时间： 作用位置： 对结构产生的力学效应： 恒载 活载 固定荷载 移动荷载 静荷载 动荷载

静荷载：大小、方向和作用点不随时间变化或变化很缓慢的荷载。动荷载：大小、方向或作用点随时间变化很快的荷载。快慢标准：是否会使结构产生显著的加速度质量运动加速度所引起的惯性力显著标准：与荷载相比是否可以忽略

5 大小、方向和作用点不随时间变 化或变化很缓慢的荷载。 静荷载： 动荷载： 大小、方向或作用点随时间变化 很快的荷载。 快慢标准： 是否会使结构产生显著的加速度 质量运动加速度所引起的惯性力 与荷载相比是否可以忽略 显著标准：

一808888488488888848880888848848888484088888848动荷载的定义荷载在大小、方向或作用点方面随时间变化，使得质量运动加速度所引起的惯性力与荷载相比大到不可忽略时则把这种荷载称为动荷载问题：你知道有哪些动荷载？

6 动荷载的定义 荷载在大小、方向或作用点方面随时 间变化，使得质量运动加速度所引起 的惯性力与荷载相比大到不可忽略时， 则把这种荷载称为动荷载。 问题：你知道有哪些动荷载？

PeriodicUnbalanced rotating(a)machine in buildingRotating propeller at(b)stern of shipNonperiodicBombblastpressureon(c)buildingEarthquake on water(d)tankFoading historiesTypical examples

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动荷载的分类：概念：动荷载是时间的函数！分类：周期性荷载确定性荷载非周期性荷载动荷载非确定性荷载

8 动荷载的分类： 概念：动荷载是时间的函数！ 分类： 动荷载 确定性荷载 非确定性荷载 周 期 性 荷 载 非周期性荷载

确定性荷载：荷载的变化是时间的确定性函数例如：简谐荷载冲击荷载突加荷载

9 FP t 突加荷载 FP t 冲击荷载 确定性荷载： 例如： 简谐荷载 FP t 荷载的变化是时间的确定性函数

10非确定性荷载：荷载随时间的变化是不确定的或不确知的又称为随机荷载。例如：脉动风Windspeed(m/s)2520M平均风15风荷载NL105t(sec)0050100150200250300Acceleration(cm/s)400200地震作用po-200t(sec)51015202530354045500

10 非确定性荷载： 例如： 风荷载 地震作用 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 25 t(sec) Wind speed (m/s) 平均风 脉动风 -200 0 200 400 t(sec) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Acceleration (cm/s )2 荷载随时间的变化是不确定的或不确知的， 又称为随机荷载