本文作者:佛山鋼結(jié)構(gòu)施工工程

結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算例題

結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算是工程學(xué)中的一個(gè)重要部分,它涉及到對(duì)建筑物或其他結(jié)構(gòu)在受到動(dòng)態(tài)載荷(如地震、風(fēng)力等)影響時(shí)的行為進(jìn)行分析。一個(gè)典型的動(dòng)力計(jì)算例題包括以下步驟:,,1. 確定結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和材料屬性。,2. 分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性,如質(zhì)量分布、剛度矩陣以及阻尼矩陣。,3. 應(yīng)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型或算法來(lái)模擬結(jié)構(gòu)的響應(yīng),例如使用有限元分析方法。,4. 計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力、加速度等響應(yīng)。,5. 根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估。,,這個(gè)過(guò)程中可能涉及的計(jì)算工具和技術(shù)包括但不限于有限元分析軟件、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件、以及數(shù)值積分方法。通過(guò)這些計(jì)算,工程師可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在特定條件下的表現(xiàn),并據(jù)此設(shè)計(jì)出更安全、更耐用的結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算例題 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯設(shè)計(jì)

一、單自由度體系自振頻率計(jì)算例題

  • 例題1:求梁 - 彈性支座體系的自振頻率
    • 已知梁自重不計(jì),桿件無(wú)彎曲變形,彈性支座剛度為?求出自振頻率,其中kk為豎向剛度,mm為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量。

二、多自由度體系自振頻率計(jì)算例題

  • 例題:求兩自由度體系的自振頻率
    • 對(duì)于圖示兩自由度體系,彈簧剛度為CC,梁的EI=EI=常數(shù),首先要確定其剛度系數(shù)kijk_{ij},然后通過(guò)建立運(yùn)動(dòng)方程[m]{x¨}+[k]{x}={0}[m]\{\ddot{x}\}+[k]\{x\}=\{0\}(其中[m][m]為質(zhì)量矩陣,[k][k]為剛度矩陣),求解特征方程[k]?ω2[m]=0\vert[k] - \omega^{2}[m]\vert = 0得到自振頻率ω\omega的值。

三、受迫振動(dòng)相關(guān)例題

  • 例題1:求最大動(dòng)力位移和最大動(dòng)彎矩
    • 已知體系中EI=n×105kN?mEI = n\times10^{5}kN - m,θ=20s?1\theta = 20s^{-1},A=3×104N/mA = 3\times10^{4}N/mP=5×103NP = 5\times10^{3}N,W=102NW = 10^{2}N,求質(zhì)點(diǎn)處最大動(dòng)位移和最大動(dòng)彎矩。需要先求出體系的自振頻率ω\omega,再根據(jù)動(dòng)力系數(shù)μ=11?(θω)2\mu=\frac{1}{1 - (\frac{\theta}{\omega})^{2}}(當(dāng)θω\theta\neq\omega),結(jié)合靜力計(jì)算結(jié)果求出最大動(dòng)力位移和最大動(dòng)彎矩。
  • 例題2:求共振時(shí)干擾力的頻率
    • 圖示體系受動(dòng)力荷載作用,不考慮阻尼,桿重不計(jì),求發(fā)生共振時(shí)干擾力的頻率θ\theta。當(dāng)θ=ω\theta = \omega