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前言 1

第1章 结构动力学的一般概念 3

1．1 结构动力分析的目的 3

1．2 非随机荷载的类型 4

1．3 三类动力问题 4

1．4 几种离散的方法 5

1．5 动力体系运动方程建立的途径 7

2．1 运动方程的建立 9

2．1．1 直接平衡法 9

第2章 单自由度体系的振动 9

2．1．2 虚功分析 10

2．1．3 哈密顿原理的应用 11

2．2 重力的影响 11

2．3 支座扰动的影响 12

2．4 广义单自由度体系 13

2．4．1 刚体集合型的广义单自由度体系 13

2．4．2 分布柔度型广义单自由度体系的近似求解——瑞利法 15

2．5 自由振动反应 16

2．5．1 无阻尼自由振动 16

2．5．2 有阻尼自由振动 18

2．6 在简谐荷载作用下的反应 23

2．6．1 无阻尼体系 24

2．6．2 阻尼体系 25

2．6．3 共振反应 28

2．7 在任意周期荷载作用下的反应 29

2．8 在冲击荷载作用下的反应 31

2．8．1 冲击荷载反应的一般性质 31

2．8．2 各种脉冲波的动态响应分析 31

2．8．3 反应谱及震动谱 34

2．9．1 无阻尼体系的杜哈梅尔积分及数值计算 36

2．9 在任意动力荷载作用下的反应与杜哈梅尔积分 36

2．9．2 有阻尼体系的杜哈梅尔积分及计算 39

习题 41

第3章 多自由度体系的振动 45

3．1 自由度的选择 45

3．2 用动力平衡条件建立动力方程 45

3．3 用影响系数法建立运动方程 47

3．4 结构特性矩阵的计算与动力问题的有限元列式 51

3．5 特性矩阵的线性近似 58

3．5．1 分布荷载的线性近似 58

3．5．2 集中质量矩阵 59

3．6 框架结构运动方程的建立 61

3．7 静力凝聚 63

3．8 频率向量与振型阵 65

3．9 正交条件 68

3．9．1 基本条件 68

3．9．2 规格化 69

3．10 正则坐标 70

3．11 无阻尼体系非耦合的运动方程 72

3．12 阻尼体系非耦合的运动方程 74

3．13 振型叠加法概要 75

习题 79

第4章 离散结构动力学方程的逐次积分法 82

4．1 增量的平衡方程 82

4．1．1 逐次积分法的引入 82

4．1．2 增量平衡方程 83

4．2 中心差分法 85

4．2．1 中心差分法的基本公式 85

4．2．2 中心差分法的计算步骤 85

4．2．3 中心差分法的特点 86

4．2．4 例题 87

4．3．2 豪鲍尔特法的计算步骤 88

4．3．1 豪鲍尔特法的基本公式 88

4．3 豪鲍尔特(Houbolt)法 88

4．3．3 豪鲍尔特法的特点 89

4．3．4 例题 89

4．4 威尔逊-θ法 90

4．4．1 线性加速度假设 90

4．4．2 威尔逊-θ法的求解公式 91

4．4．3 威尔逊-θ法的计算步骤 92

4．4．4 例题 93

4．5．1 纽马克法的基本假定和计算公式 94

4．5 纽马克(Newmark)法 94

4．5．2 纽马克法的计算步骤 95

4．5．3 例题 96

4．6 数值积分法的稳定性和计算精度 98

4．6．1 计算精度和稳定性的概念 98

4．6．2 运动方程变换和解的形式改进 99

4．6．3 算子矩阵A和算子向量L的推导 99

4．6．4 稳定性分析 101

4．6．5 计算精度分析 103

习题 105

5．1．1 半定系统的求解 106

5．1 多自由度系统的几种特殊情况 106

第5章 多自由度系统特殊情况及变分解法 106

5．1．2 退化系统(简并系统)的求解 109

5．2 用变分法求解多自由度体系的动力问题 113

5．2．1 广义坐标 113

5．2．2 拉格朗日运动方程 113

习题 116

第6章 实用振动分析 117

6．1 结构的动力特征值问题解的性质 117

6．1．1 广义的和标准形式的特征值问题 117

6．1．2 结构的动力特征值问题解的性质 117

6．2．1 基本振型分析 119

6．2 矩阵迭代法 119

6．2．2 第二振型分析 122

6．2．3 第三振型和更高振型分析 124

6．2．4 最高振型分析 125

6．2．5 带有移位的迭代法 127

6．3 霍尔兹(Holzer)法 129

6．4 瑞利-里兹(Rayleigh-Ritz)分析 133

6．5 子空间迭代法 134

习题 136

7．1．1 地震的种类和成因 137

第7章 地震学基础 137

7．1 地震的基本知识 137

7．1．2 地震震级及烈度 141

7．2 地震波 144

7．2．1 弹性波理论简介 144

7．2．2 地震波的种类和性质 148

7．2．3 地震波的观测结果 149

7．2．4 地震波记录 149

7．3 地震对结构的影响 149

7．3．1 地震灾害 149

7．3．2 地震引起结构破坏的影响因素 151

习题 153

第8章 结构抗震分析的基本原理 154

8．1 结构的地震响应及地震反应谱 154

8．1．1 简单振子的地震反应 154

8．1．2 地震反应谱 155

8．1．3 设计地震的选择 157

8．2 地震反应的数定分析的地震输入机制 162

8．3 结构在水平地震作用下的反应计算 163

8．3．1 集中质量单自由度体系 163

8．3．2 广义单自由度体系 165

8．3．3 集中质量多自由度体系 168

8．4 考虑转动干扰及多点输入时结构地震反应计算 177

8．4．1 刚性地基转动干扰 177

8．4．2 对多点多相位地震输入的结构反应计算方法 178

8．5 竖直地震的抗震验算 179

8．5．1 高耸结构 179

8．5．2 大跨度结构 180

8．6 结构的非线性地震反应分析 180

8．6．1 采用时程分析法计算非线性地震反应 180

8．6．2 钢筋混凝土构件的恢复力模型 181

8．6．3 按层间剪切模型计算框架非弹性地震反应 184

8．6．4 非线性地震反应分析的一般方法 189

8．7 延性系数法 192

习题 194

第9章 工程结构的隔震和减振控制 197

9．1 隔振原理 197

9．1．1 主动隔振与被动隔振的力学模型 197

9．1．2 例题 200

9．2 工程结构隔震的原理 201

9．2．1 工程结构减震控制的概念 201

9．2．2 建筑物隔震的原理 202

9．2．3 隔震装置及基本要求 204

9．3 夹层橡胶隔震座的构造及参数近似计算 205

9．3．1 夹层橡胶隔震座的构造和力学特性 205

9．3．2 隔震座材料参数的近似计算 208

9．4 隔震建筑的地震反应计算 210

9．5 建筑物控振原理和方法 215

9．5．1 控制方法和控制系统的重要环节 216

9．5．2 结构主动控制的减震原理 218

9．5．3 主动施加控制力的减震控制简介 218

9．6．1 经典线性最优控制算法 220

9．6 主动控制算法简介 220

9．6．2 瞬时最优控制算法 221

9．7 结构的半主动控制 222

9．8 智能材料结构及计算智能简介 223

9．8．1 智能材料结构 223

9．8．2 计算智能简介 225

复习参考题 227

习题 228

参考文献 229

习题解答 230