第四讲 结构动力特性与动力反应 【内容提要】 自由度体系周期、频率计算,简谐荷载与突加荷载作用下简单结构的动力系数、振幅与最大动内力,阻尼对振动的影响
一、概念 (一)动力荷载 荷载大小、方向和作用位置随时间而改变
按时间可分为周期荷载、冲击荷载、突加恒载和随机荷载
(二)动力问题的特征 结构在动荷载作用下,其上质点产生惯性力,抵抗变形还产生阻尼力,因此,结构的内力和位移成为时间的函数
(三)动力响应 结构在动荷载作用下产生的动内力和动位移,统称为动力响应(动力反应)
它不仅与动荷载有关,还与结构动力特征(固有频率、振型和阻尼)有关
(四)动力自由度 描述一个体系在振动过程中全部质点的位置所需要的独立变量数目
二、单自由度体系的振动方程 1.按平衡条件建立振动方程——刚度法 或 图 6-4-2 图 6-4-3 据此可以作出振型图
【例题1】分析图6-4-6(a)、(c)、(e)、(g)、(i)所示体系的自由度
不计杆件的分布质量
图6-4-6(g)所示体系有两个质点,杆件可发生弹性弯曲变形,质点有竖向和水平的两个位移分量, 这两个位移相互独立,故有两个自由度
加支杆确定时如图6-4-6(h)所示
图6-4-6(i)所示体系有两个质点,质点有竖向两个位移分量和水平向一个位移分量,这三个位移相互独立, 故有三个自由度
加支杆确定时如图6-4-6 (j )所示
图 6-4-14