結構動力學

前言

　　本教材是為普通高等學?！按笸聊尽钡姆拷ā⒌罉?、水利等專業(yè)結構方向的研究生和本科高年級學生編寫的教材和參考用書，是在作者多年為清華大學，特別是清華大學在各地舉辦的研究生班，講授結構動力學課程的教案、講義等材料的基礎上重新編寫而成，其中包含了近年來我們自己的研究成果。可供研究生和本科高年級學生作為教材，也可為有關工程技術人員作為參考用書?！　”窘滩呐c結構力學課程中的結構動力計算一章相銜接，為了學習的方便，所有的提法、符號等均采用一致。本書比結構動力計算一章更為面寬、深入、系統(tǒng)地討論了結構動力分析的基本理論、計算方法、實用解法和一些工程應用問題?！　巫杂啥润w系和多自由度體系的振動是結構力學課程中結構動力計算一章的主要內容，與之相比，本書中增加了周期荷載作用下的動力反應、非線性體系動力反應的數(shù)值解法（彈塑性振動）、有質塊時的振動、動荷載不直接作用在質量上時的振動、阻尼理論的討論及各種數(shù)值解法等內容?！　o限自由度（分布參數(shù)）體系的振動一章以直桿彎曲振動為主，考慮了軸向力、剪切變形和慣性力矩等各種因素的影響；同時介紹了直桿的剪切、軸向、扭轉振動和剛架的振動。無限自由度體系的振動方程是偏微分方程組，本章中以雙變量梁為例介紹了常微分方程求解器在動力分析中的應用，是我們自己的研究成果?！　〗Y構動力分析的實用解法一章介紹了能量法、集中質量法、迭代法、子空間迭代法和有限單元法。前面幾個方法是近似計算的常用方法，后面兩個方法是大型結構動力分析的常用解法。　　結構動力分析的工程應用問題一章，前一部分介紹了高層建筑結構常微分方程求解器方法，是我們自己近年的研究成果；后一部分比較深入地討論了我國規(guī)范采用的結構地震反應的計算方法，包括反應譜地震作用計算方法和時程分析法?！　∪滩恼麄€內容是為適應研究生的學習要求組織的。編寫時參考了清華大學結構力學教研組老同事龍馭球院士和古國紀教授的教案和教學資料，特向他們致以謝意?！　罹安藚⒓恿吮緯睦}、習題答案、計算及制圖等工作?！　”窘滩碾y免存在不足之處，歡迎讀者批評指正。

內容概要

本書是為普通高等學校土木工程專業(yè)（即涵蓋房建、道橋、水利等的“ 大土木”）的研究生編寫的教材，也是為學過結構力學課程者要進一步加深、加寬結構動力學方面知識而編寫的參考用書。本書內容與結構力學課程中的結構動力計算一章相銜接，但更為面寬、深入、系統(tǒng)地講述了結構動力分析的基本理論、計算方法、實用解法和一些工程應用問題。    全書共6章，內容包括：結構動力學概述，單自由度體系的振動，多自由度體系的振動，無限自由度（分布參數(shù)）體系的振動，結構動力分析的實用解法，結構動力分析的工程應用問題等。前5章后附有思考題和習題，書后附有習題答案。    本書可作為土木工程專業(yè)，即“大土木”的房建、道橋、水利等各類專業(yè)結構方向的研究生教材。也可作為高年級學生和有關工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

1 結構動力學概述  1.1 結構動力計算的目的和特點  1.2 動荷載的種類  1.3 體系的動力自由度  1.4 體系振動時能量的耗散與阻尼力  1.5 建立振動方程的方法  思考題  習題2 單自由度體系的振動  2.1 振動方程的建立  2.2 單自由度體系的自由振動  2.3 簡諧荷載作用下的動力后應  2.4 周期荷載作用下的動力反應  2.5 任意動荷載作用下的動力反應  2.6 非線性體系動力反應的數(shù)值解法——彈塑性振動  思考題  習題3 多自由度體系的振動  3.1 振動方程的建立  3.2 無阻尼自由振動  3.3 多自由度體系的無阻尼強迫振動  3.4 關于阻尼的補充討論  3.5 多自由度體系的有阻尼強迫振動  3.6 多自由度體系強迫振動的數(shù)值解法  思考題  習題4 無限自由度（分布參數(shù)）體系的振動  4.1 直桿彎曲振動方程的建立  4.2 直桿彎曲自由振動  4.3 直桿彎曲強迫振動  4.4 直桿的剪切振動、軸向振動和扭轉振動  4.5 剛架的振動  思考題  習題5 結構動力分析的實用解法  5.1 能量法求自振頻率  5.2 集中質量法求自振頻率  5.3 迭代法求自振頻率和主振型  5.4 子空間迭代法求自振率和主振型  5.5 有限單元法  思考題  習題6 結構動力分析的工程應用問題  6.1 多層和高層建筑結構動力分析的實用計算模型和解析常微分方程求解器方法  6.2 高層建筑結構考慮樓板變形和地基變形時的振動  6.3 變截面框架-剪力墻-薄壁筒斜交結構考慮樓板變形進的振動  6.4 結構抗需動力計算概述  6.5 地震反應譜及按反應譜計算地震作用原理  6.6 多自由度體系的地震作用計算  6.7 高層建筑結構地震反應的時程分析法附錄1 部分習題答案附錄2 函數(shù)表參考文獻

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