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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