海洋建筑物动力学PDF电子书下载

本书中的符号 1

第一章 绪论 2

1.1 本书的目的 2

1.2 本书的应用 2

第二章 动力荷载和动力反应的基本特性 5

2.1 引言 5

2.2 单一自由度系统 6

2.2.1 自由振动 6

2.2.2 简单谐波荷载的反应 12

2.2.3 冲击荷载的反应--时间过程的分析 16

2.2.4 转换函数 17

2.2.6 随机荷载的反应 18

2.2.5 复杂周期荷载的反应 18

2.2.7 随机荷载的实例 23

1.“白噪声”的反应 23

2.桩柱对波浪力曲反应 24

2.3 相关和谱的性质 27

2.3.1 自相关函数 27

2.3.2 互相关函数 29

2.3.3 随机信号的和 30

2.4 多自由度系统 30

2.4.1 两个自由度系统的自由振动 31

2.4.2 多自由度结构的自由振动 33

2.4.3 多自由度阻尼结构的强迫振动 35

2.4.4 正规模式方法 36

2.4.5 转换函数矩阵 37

2.5 滨海建筑物的谱分析方法--技术发展水平 39

2.6 随机荷载的概率性质 39

2.6.1 平均值 39

2.6.2 平方平均值 40

2.6.3 标准差 40

2.6.4 概率 40

2.6.5 概率密度函数 41

2.6.6 概率分布函数 41

2.6.7 高斯或正态分布 42

2.6.9 重现期 44

2.6.8 瑞利分布 44

2.6.10 矩 45

2.6.11 谱密度的概率性质 45

2.6.12 极值 46

2.7 例 48

2A 灯塔的固有频率 48

2B 阳极(anode)固有频率的计算 49

2C 灯塔对单调波的反应 49

2D 阳极反应的计算 49

2E 灯塔对随机海浪的反应 50

2F 利用集中质量法求固有频率 55

2G 能量方法 57

2.8.1 单一自由度系统 61

2.8 总结 61

2.8.2 多自由度系统 65

第三章 动力分析的物理性质 68

3.1 引言 68

3.2 质量 68

3.2.1 附加质量 68

3.2.2 海洋生物引起的质量变化 71

3.2.3 集中质量 74

3.2.4 信息需要量 76

3.3 刚度 77

3.4.1 结构物的阻尼 80

3.4 阻尼 80

3.4.2 流体动力阻尼 84

3.4.3 动力结构性质的测量 84

3.4.4 对结构物施加振动 85

3.5 土壤与结构物的相互作用--重力基础 86

3.5.1 利用集中模型研究土壤与结构物的相互作用 87

3.5.2 利用有限元法研究土壤与结构物的相互作用 93

3.6 土壤与结构物的相互作用--桩基 95

3.6.1 水平刚度--差分方程法 96

3.6.2 垂直刚度 98

3.6.3 群桩 99

3.6.4 水平刚度--有效埋置深度 99

4.2.1 波浪要素 104

4.2 波浪性质的计算 104

4.1 引言 104

第四章 作为外激发力的波浪 104

4.2.2 波浪的描述 107

4.2.3 波浪测量 107

4.2.4 设计波浪参量的计算 108

4.3 风浪的特征 109

4.3.1 波浪预报 109

4.3.2 有效波法或最大波法 109

4.3.3 波谱方法 111

4.3.4 预报技术 115

4.3.5 波浪生成后特征的变化 118

4.3.6 海底对波浪特征的影响 119

4.3.7 设计波高的规定 121

4.3.8 疲劳计算中波浪分布的规定 123

4.3.9 波谱的规定 123

4.3.10 大波波连的长度 125

4.4 方向的影响 125

4.5 波浪特征对滨海建筑物的应用 126

4.5.1 水质点速度和加速度的计算 126

4.5.2 线性波浪理论(Airy被理论) 126

4.6 波浪力 129

4.6.1 Morison方程 129

4.6.2 应用Morison方程的有关问题 133

4.6.3 建筑物与水的相互作用--(Morison方程的线性化) 134

4.6.4 波浪力计算的问题 135

4.6.6 波浪的反射 136

4.6.5 大物体上的波浪力 136

4.6.7 Stokes高阶波理论 137

4.6.8 孤立(Solitary)波理论 138

4.6.9 椭圆余弦(cnoidal)波理论 140

4.6.10 由波谱计算波浪力 140

4.6.11 用Morison方程计算质点速度和加速度表 141

4.7 例 151

4A 作用于灯塔上的波浪荷载 151

第五章 流引起的振动 157

5.1 围绕固定圆柱的流 157

5.2 建筑物对于涡旋产生振动的反应 161

5.3 涡旋产生振动的准则 162

5.3.1 顺流向振动 162

5.3.2 横向振动 163

5.3.3 流速 166

5.4 倾斜的影响 166

5.5 涡旋诱导桩列的振动 167

5.5.1 无联结的桩列 167

5.5.2 联结的桩列 168

5.5.3 流体动力学阻尼 168

5.5.4 框架建筑物 169

5.6 波浪作用时的涡旋脱离 171

5.6.1 引言 171

5.6.2 升力频率 172

5.6.3 升力系数 172

5.7.1 V/ND的控制 175

5.7.2 质量和阻尼 175

5.7 防止涡旋诱导振动的方法 176

5.8 湍流引起的运动 177

5.8.1 湍流 177

5.7.3 器具和扰流器 177

5.8.2 湎流引起的荷载 179

5.9 超驰振动(Galloping) 180

5.9.1 超驰振动的条件 180

5.9.2 振动的振幅 181

5.9.3 超驰振动的电缆 182

5.10 控制闸的不稳定性 183

5.10.1 设计中存在的问题及补救方法 183

5.10.2 边界层的分离 184

5A 受涡旋诱导的灯塔运动 185

5.10.3 流对插板式闸门所诱导的力的性质 185

5.11 例 185

第六章 典型建筑物动反应的计算 190

6.1 单根桩柱及一维结构物 190

6.1.1 具有或没有末端质量的单桩 190

6.1.2 顶端受约束的单桩 192

6.1.3 顶端具有约束和质量的单桩 194

例 198

6A 悬臂桩 199

6B 顶端具有约束和质量的单桩 200

6.2.1 排架的二维运动 202

6.2 排架和二维结构物 202

6.2.2 排架的手算方法 203

6.2.3 排架的计算机方法 208

例 208

6C 排架二维振动的手算法 208

6D 用计算机计算的排架二维振动 211

6E 排架二维振动的计算机方法和手算方法的比较 212

6.2.4 排架的多维运动 214

例 216

6F 排架的多维运动 216

6.3 墩桩、栈桥和其他的简单三维结构物 217

6.3.1 三维频率分析的手算法 218

6.3.2 与固有频率有关的有效质量 223

6.3.3 频率分析的计算机方法 224

例 225

6G 三维频率分析 225

6.4 大的三维建筑物的动力分析 227

6.4.1 钢框架结构物的简化计算 228

例 232

6H 232

6.4.2 钢的框架结构物--计算机分析的详述 235

6.4.3 混凝土重力式结构物 239

例 239

6I 混凝土重力式平台对于波浪荷载的反应 239

6.5 通用结构元件的固有频率 247

7.1 疲劳分析的方法 251

7.1.1 S·N曲线 251

第七章 结构物振动的影响 251

7.1.2 Goodman图 252

7.1.3 Palmgren-Miner定律 253

7.1.4 断裂力学 253

7.2 钢结构物 253

7.2.1 钢结构物的疲劳分析方法 253

7.2.2 钢结构物初步设计的简化方法 255

7.3 钢筋混凝土和预应力混凝土的疲劳分析 256

7.4 人员活动对振动的影响 256

8.2 设备 259

第八章 应用模型实验确定动力荷载和结构物的反应 259

8.1 引言 259

8.3 动力荷载模拟的量纲分析 262

8.4 动力相似，动力模型 266

8.5 模型实验的类型 267

8.5.1 滨海重力平台的波浪荷载 271

8.5.2 波浪中的涡旋脱离 272

8.5.3 栈桥引起的涡旋运动 273

8.5.4 遮蔽堰(visor weir gate)水闸 274

通用数据表 278

参考文献 280

语汇注释 290