结 构 动 力 学 学 习 总 结
通过对本课程的学习,感受颇深。我谈一下自己对这门课的理解:
一. 结构动力学的基本概念和研究内容
随着经济的飞速发展,工程界对结构系统进行动力分析的要求日益提高。我国是个多地震的国家,保证多荷载作用下结构的安全、经济适用,是我们结构工程专业人员的基本任务。结构动力学研究结构系统在动力荷载作用下的位移和应力的分析原理和计算方法。它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展,是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。高老师讲课认真负责,结合实例,提高了教学效率,也便于我们学生寻找事物的内在联系。这门课的主要内容包括运动方程的建立、单自
由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。既有线性系统的计算,又有非线性系统的计算;既有确定性荷载作用下结构动力影响的计算,又有随机荷载作用下结构动力影响的随机振动问题;阻尼理论既有粘性阻尼计算,又有滞变阻尼、摩擦阻尼的计算,对结构工程最为突出的地震影响。
二. 动力分析及荷载计算 1. 动力计算的特点
动力荷载或动荷载是指荷载的大小、方向和作用位置随时间而变化的荷载。如果从荷载本身性质来看,绝大多数实际荷载都应属于动荷载。但是,如果荷载随时间变化得很慢,荷载对结构产生的影响与
静荷载相比相差甚微,这种荷载计算下的结构计算问题仍可以简化为静荷载作用下的结构计算问题。如果荷载不仅随时间变化,而且变化很快,荷载对结构产生的影响与静荷载相比相差较大,这种荷载作用下的结构计算问题就属于动力计算问题。
荷载变化的快与慢是相对与结构的固有周期而言的,确定一种随时间变化的荷载是否为动荷载,须将其本身的特征和结构的动力特性结合起来考虑才能决定。
在结构动力计算中,由于荷载时时间的函数,结构的影响也应是时间的函数。另外,结构中的内力不仅要平衡动力荷载,而且要平衡由于结构的变形加速度所引起的惯性力。结构的动力方程中除了动力荷载和弹簧力之外,还要引入因其质量产生的惯性力和耗散能量的阻尼力。而
且,除了需要知道结构质量分布、几何形态外,还应知道反应其动力性能的参数,如动弹性模量E、动切边模量G等。 2. 动力荷载的分类
动力荷载按其是否具有随机性,可分为确定性和非确定性两类。确定性动力荷载系指当时间给定后其量值是唯一确定的,故亦称为数定的动力荷载。常见的确定性动力荷载,其方向、作用点位置不变,其大小随时间变化。例如,周期荷载,其中以简谐荷载最为常见;集度大,作用时间短暂的冲击荷载;持续时间长的非周期一般荷载。非确定性动力荷载的量值随时间的变化规律不是唯一确定的,而是一个随机过程,故亦称为随机荷载,也称非数定的动力荷载。虽然非确定性动力荷载不能用时间t的确定性函数来描述,但