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第1章 结构动力学概述 1

1-1 结构动力分析的主要目的 1

1-2 非随机荷载的类型 2

1-3 动力问题的基本特性 3

1-4 离散化方法 4

集中质量法 4

广义位移 4

有限单元概念 6

1-5 运动方程的建立 7

利用d’Alembert原理的直接平衡法 7

虚位移原理 8

变分方法 8

1-6 本书内容的编排 9

第Ⅰ篇 单自由度体系 13

第2章 自由振动分析 13

2-1 基本动力体系的组成 13

2-2 基本动力体系的运动方程 13

2-3 重力的影响 14

2-4 支座激励的影响 15

2-5 无阻尼自由振动分析 17

2-6 阻尼自由振动 21

临界阻尼体系 21

低阻尼体系 22

超阻尼体系 25

习题 26

第3章 谐振荷载反应 27

3-1 无阻尼体系 27

补解 27

特解 27

通解 27

3-2 粘滞阻尼体系 29

3-3 共振反应 34

3-4 加速度计和位移计 36

3-5 隔振 38

3-6 粘滞阻尼比的计算 42

自由振动衰减法 42

共振放大法 43

半功率（带宽）法 44

每周共振能量损失法 45

3-7 复刚度阻尼 46

习题 49

第4章 对周期性荷载的反应 51

4-1 周期荷载的Fourier级数表达式 51

三角形式 51

指数形式 52

4-2 Fourier级数荷载的反应 53

4-3 频域分析的预览 55

习题 56

第5章 对冲击荷载的反应 58

5-1 冲击荷载的一般性质 58

5-2 正弦波脉冲 58

5-3 矩形脉冲 61

5-4 三角形脉冲 62

5-5 震动或反应谱 63

5-6 冲击荷载反应的近似分析 65

习题 66

第6章 对一般动力荷载的反应——叠加法 68

6-1 时域分析 68

反应积分的列式 68

反应积分的数值计算 70

6-2 频域分析 79

Fourier反应积分 79

离散Fourier变换（DFT） 81

快速Fourier变换（FFT） 82

动力反应计算 85

6-3 时域和频域转换函数之间的关系 87

习题 87

第7章 对一般动力荷载的反应——逐步法 89

7-1 一般概念 89

7-2 分段精确方法 90

7-3 数值近似方法——一般注释 93

7-4 二阶中心差分列式 94

7-5 积分法 95

Euler-Gauss方法 96

Newmark β法 97

变换到显式公式 97

7-6 非线性分析的增量列式 99

7-7 线加速度法步骤概要 102

习题 106

第8章 广义单自由度体系 108

8-1 单自由度体系的一般注释 108

8-2 广义性质：刚体集合 108

8-3 广义性质：分布柔性 113

8-4 广义体系特性的表达式 117

8-5 用Rayleigh法进行振动分析 120

8-6 Rayleigh振动形状的选择 123

8-7 改进的Rayleigh法 126

习题 129

第Ⅱ篇 多自由度体系 135

第9章 多自由度运动方程的建立 135

9-1 自由度的选择 135

9-2 动力平衡条件 136

9-3 轴向力的效应 138

第10章 结构特性矩阵的计算 140

10-1 弹性特性 140

柔度 140

刚度 141

结构的基本概念 141

有限单元刚度 143

10-2 质量特性 147

集中质量矩阵 147

一致质量矩阵 148

10-3 阻尼特性 151

10-4 外荷载 151

静力的合力 151

一致结点荷载 152

10-5 几何刚度 153

线性近似 153

一致几何刚度 154

10-6 特性公式的选择 156

习题 158

第11章 无阻尼自由振动 160

11-1 振动频率分析 160

11-2 振型分析 162

11-3 振动分析的柔度法 165

11-4 轴向力的影响 165

自由振动 165

屈曲荷载 166

简谐激励的屈曲 166

11-5 正交条件 168

基本条件 168

附加关系式 169

规格化 170

习题 171

第12章 动力反应分析——叠加法 173

12-1 正规坐标 173

12-2 非耦合的运动方程：无阻尼 174

12-3 非耦合的运动方程：粘滞阻尼 175

12-4 用振型位移叠加法进行反应分析 176

粘滞阻尼 176

复刚度阻尼 181

12-5 比例粘滞阻尼矩阵的建立 183

Rayleigh阻尼 183

拓展的Rayleigh阻尼 186

另一种列式 188

非比例阻尼矩阵的建立 190

12-6 采用耦合运动方程的反应分析 192

时域 193

频域 193

12-7 时域和频域传递函数之间的关系 194

12-8 求解耦合运动方程的实用方法 197

12-9 生成传递函数的插值方法 200

习题 201

第13章 振动分析的矩阵迭代法 203

13-1 引言 203

13-2 基本振型分析 203

13-3 收敛性的证明 207

13-4 高阶振型分析 209

第二振型分析 209

第三和更高振型的分析 212

最高振型的分析 213

13-5 用矩阵迭代法分析屈曲 215

13-6 逆迭代法——首选的方法 218

13-7 移位逆迭代法 219

13-8 特殊特征值问题概述 222

动力矩阵按特征特性的展开 223

动力矩阵的对称形式 225

无约束结构的分析 226

习题 227

第14章 动力自由度的选择 228

14-1 有限元自由度 228

一维单元 228

二维和三维单元 228

14-2 运动学约束 229

14-3 静力凝聚法 230

14-4 离散坐标系中的Rayleigh法 231

14-5 Rayleigh-Ritz法 233

14-6 子空间迭代法 236

14-7 振型截断误差的减少 237

坐标缩减概述 237

振型贡献 238

静力修正方法 241

振型加速度法 243

14-8 衍生Ritz向量 244

引言 244

衍生细目 245

三对角运动方程 247

正交性损失 250

所需向量数目 250

习题 251

第15章 多自由度体系动力反应分析——逐步法 252

15-1 引言 252

15-2 增量的运动方程 253

15-3 逐步积分：常平均加速度法 254

15-4 逐步积分：线加速度法 256

15-5 耦合多自由度体系的分析策略 258

局部非线性 258

作为虚拟力处理的耦合效应 260

第16章 运动方程的变分形式 265

16-1 广义坐标 265

16-2 Hamilton原理 266

16-3 Lagrange运动方程 267

16-4 线性体系普遍运动方程的推导 272

16-5 约束和Lagrange乘子 276

习题 278

第Ⅲ篇 分布参数体系 283

第17章 运动的偏微分方程 283

17-1 引言 283

17-2 梁的弯曲：基本情况 284

17-3 梁的弯曲：包含轴向力的影响 285

17-4 梁的弯曲：包含粘滞阻尼 287

17-5 梁的弯曲：广义支座激励 287

17-6 轴向振动：无阻尼情况 290

习题 291

第18章 无阻尼自由振动分析 293

18-1 梁的弯曲：基本情况 293

18-2 梁的弯曲：考虑轴向力的影响 299

18-3 梁的弯曲：具有分布的弹性支承 301

18-4 梁的弯曲：振型的正交性 302

18-5 轴向变形的自由振动 303

18-6 轴向振型的正交性 305

习题 306

第19章 动力反应分析 308

19-1 正规坐标 308

19-2 非耦合的弯曲运动方程：无阻尼情况 310

19-3 非耦合弯曲运动方程：有阻尼情况 313

19-4 非耦合轴向运动方程：无阻尼情况 315

19-5 波传播的分析 318

基本的轴向波传播方程 318

边界条件的处理 322

杆性质的突变 325

习题 328

第Ⅳ篇 随机振动 333

第20章 概率论 333

20-1 单随机变量 333

20-2 单随机变量的一些重要的平均值 337

20-3 一维随机走动 338

20-4 两个随机变量 345

20-5 两个随机变量的重要的平均值 352

20-6 两个随机变量的散布图和相关性 355

20-7 联合概率密度函数的主轴 357

20-8 Rayleigh概率密度函数 360

20-9 m个随机变量 361

20-10 正态分布随机变量的线性变换 363

习题 363

第21章 随机过程 366

21-1 定义 366

21-2 平稳过程和遍历性过程 367

21-3 平稳过程的自相关函数 372

21-4 平稳过程的功率谱密度函数 377

21-5 功率谱密度函数与自相关函数间的关系 378

21-6 过程的导数的功率谱密度函数和自相关函数 380

21-7 平稳过程的叠加 382

21-8 平稳Gauss过程：一个自变量 383

21-9 平稳白噪声 388

21-10 极大值的概率分布 391

21-11 极值的概率分布 395

21-12 非平稳Gauss过程 398

21-13 平稳Gauss过程：两个或多个自变量 399

习题 400

第22章 线性单自由度体系的随机反应 403

22-1 传递函数 403

22-2 输入和输出的自相关函数间的关系 404

22-3 输入和输出的功率谱密度函数间的关系 407

22-4 窄频带体系的反应特征 409

22-5 由零初始条件引起的非平稳均方反应 412

22-6 窄频带体系的疲劳预估 414

习题 417

第23章 线性多自由度体系的随机反应 419

23-1 采用正规振型的线性体系的时域反应 419

23-2 采用正规振型的线性体系的频域反应 420

23-3 在离散荷载下的正规振型力函数 422

23-4 在分布荷载下的正规振型力函数 425

23-5 具有频率依赖参数和／或耦合正规振型的线性系统的频域反应 426

习题 427

第Ⅴ篇 地震工程 431

第24章 地震学基础 431

24-1 引言 431

24-2 地震活动性 432

24-3 地震断层与波 433

24-4 地球的构造 435

24-5 板块构造学 437

24-6 地震的弹性回弹理论 441

24-7 地震大小的测量 444

第25章 自由场表面的地面运动 446

25-1 Fourier谱和反应谱 446

25-2 影响反应谱的因素 450

25-3 设计反应谱 454

抗震设计的双重对策 454

峰值地面加速度 455

反应谱形状 458

一致危险性的特定场地反应谱 462

运动的两个水平分量 463

25-4 设计加速度时程 464

与反应谱兼容的加速度时程 464

运动的主轴 468

空间相关运动 471

第26章 确定性地震反应：在刚性基础上的体系 475

26-1 地震激励的类型 475

26-2 对刚性土激励的反应 476

集中参数的单自由度弹性体系，平动激励 476

广义坐标的单自由度弹性体系，平动激励 478

集中参数的多自由度弹性体系，平动激励 482

与ATC-3推荐规范条文的比较 492

分布参数的弹性体系，平动激励 494

集中参数多自由度弹性体系，转动激励 495

集中参数多自由度弹性体系，多点激励 496

集中参数的单自由度弹塑性体系，平动激励 499

26-3 组合最大振型反应 501

单振型的均方反应 501

两个振型反应的协方差 502

振型反应组合的SRSS和CQC 503

两分量激励反应的组合 507

习题 510

第27章 确定性地震反应：包括土-结构相互作用 515

27-1 直接分析土和结构相互作用 515

平动激励的运动学相互作用；τ影响 515

直接包含有界土层 518

27-2 SSI反应的子结构分析 519

在刚性垫层地基上的集中参数单自由度体系 519

具有多点支承激励的一般的多自由度体系 523

生成边界阻抗 530

27-3 地下结构的反应 542

由传播的平面波产生的自由场地面运动 542

截面的错动变形 543

整体的轴向和弯曲变形 543

横向接缝对轴向变形的影响 546

第28章 随机结构反应 548

28-1 强地面运动建模 548

28-2 线性体系的随机反应 548

单自由度体系 548

多自由度体系 549

28-3 非线性体系的极值反应 549

单自由度体系 550

多自由度体系 559

28-4 设计上的考虑 560

28-5 容许的延性需求与延性能力 563

英汉名词对照表 564

译者后记 582

单位转换表 583