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1、定性结构力学,主讲人：谢伟平电话：13871061394E-mail：办公地点：西院东教-323,2023/1/11,2,第六讲结构动力学中的定性问题,2023/1/11,3,结构动力学的基本内容,动力学与静力学的本质区别 单自由度体系与多自由度体系 无阻尼体系与有阻尼体系 自由振动与强迫振动 结构动力学的几个问题 基本要素自振频率、振型和阻尼 Duhamel积分 移动荷载,2023/1/11,4,动力学与静力学的本质区别,动荷载与静荷载 随时间变化 惯性力,2023/1/11,5,单自由度体系与多自由度体系,单自由度体系 多自由度体系,2023/1/11,6,无阻尼体系与有阻尼体系,无阻尼体
2、系 有阻尼体系,2023/1/11,7,自由振动与强迫振动,自由振动 强迫振动,2023/1/11,8,结构动力学的几个问题,基本要素自振频率、振型和阻尼,2023/1/11,9,瞬态、稳态,按体系自振频率振动的反应分量：瞬态反应。,总反应,按荷载作用频率振动的反应分量：稳态反应；,2023/1/11,11,实轴,虚轴,2023/1/11,12,2023/1/11,13,2023/1/11,14,Duhamel积分,2023/1/11,15,Duhamel积分公式的积分变换推导,由于瞬时冲量I 作用时间很短t 0，质点获得初速度后还未来得及产生位移冲量即行消失，体系将产生自由振动。,自由振动方
3、程：,位移反应：,因为 v0=0，,脉冲荷载 作用下体系的位移反应为：,任意荷载作用下的动力响应,任一时刻 t=t 时的脉冲作用下，体系的位移反应：,根据叠加原理，体系在任意荷载下的反应可以看作是一系列脉冲连续作用的结果：,任意荷载：,From,2023/1/11,18,移动荷载,Duhamel 积分的物理意义,整个荷载时程可以看作是由一系列连续的短脉冲所组成,所有的脉冲反应均按同样的圆频率、同样的衰减规律振动,体系的动力反应可以将0tt 时段内所有荷载时程FP(t)所激励的在时刻t 的全部微分反应相加获得,每个短脉冲都激起结构的振动,每个短脉冲的幅值是不同的,问题：Duhamel 积分的使用
4、条件？,每个脉冲在t 时刻都有反应,2023/1/11,20,动力学应用减振与隔振,2023/1/11,21,目前世界最高的建筑物台北101大楼是台湾建筑界有史以来规模最大、难度最高的工程。台北101原名台北国际金融大楼，1998年10月破土动工，1999年7月主体工程开工，投资总金额超过500亿元新台币。2003年7月1日，大楼举行上梁仪式，第101层楼塔尖结构体宣告完成。2004年完工投入使用。整栋大楼的造型呈向上展开的“花开富贵”形状，寄托着设计单位的无限希望。,2023/1/11,22,台北101是第一座盖在强风地震频繁地区的超级高楼。台北101的架构由3种不同的结构部件紧密结合而成，
5、每一种分别用来承载不同的载重。大楼每一面都有成对的2.43公尺超大型柱子，建物核心另有16根柱子，两者合起来形成垂直支撑架构。超大型柱子外部围绕着犹如蜘蛛网的韧性抗弯构。这是一种有弹性的钢骨架构，地震时会适量弯曲。,2023/1/11,23,台北101是位于强风地震频繁地区的超级高楼。为抗风和地震设置悬浮阻尼球。悬浮阻尼球是个直径5.5m，重达800吨的大圆球，从92楼悬挂下来，作为大楼吸收风力的装置。强风出现时阻尼器会摆动，大楼其它部分就可保持稳定，从而保护台北101的建筑主体，避免大楼在强风中大幅晃动。,若是发生了大型灾难，如百年一次的超级地震或台风，阻尼球将摆荡1.5公尺，撞上一个防撞环；防撞环上另有8个的黏性缓冲器，可防止阻尼球进一步摆荡。,2023/1/11,24,立志,修身,做人,
