結構動力響應

結構動力響應第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四2、靜力作用與響應1、結構風效應同濟大學土木工程防災國家重點實驗室3、動力響應4、結構動力特性5、氣動力模型第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室結構風效應

1.結構風效應剛度較大—靜力作用剛度較小—動力作用平均風(低頻部分)脈動風(高頻部分)振動較小—強迫力振動較大—自激力抖振(buffeting)渦振(vortexshedding)顫振(flutter)弛振(galloping)第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室順風向力(along-windforce)阻力(dragforce)2.靜力作用與響應

2.1靜風作用橫風向力(cross-windforce)升力(liftforce)扭轉力矩(torsionalmoment)升力矩(pitchingmoment)

2.2靜風響應位移(2個線位移+1個角位移)結構(2個水平+1個豎扭轉)橋梁(水平+豎向+扭轉)風壓(表面局部位置垂直于表面)結構為主橋梁較少反力(2個力+3個矩)橋梁主梁、塔底結構基底穩(wěn)定(靜風穩(wěn)定性)—橋梁扭轉或側向發(fā)散第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室buffetingVortexsheddingFlutterorgalloping抖振渦振顫振或弛振3.動力響應AAAVVVtttAAA第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室

4.結構動力特性4.1自振頻率(EigenorNaturalFrequency)法國NormandieBridge(L=856m)側彎：豎彎：扭轉：第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))日本TartaraBridge(L=890m)側彎：豎彎：扭轉：第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))香港StonecuttersBridge(L=1018m)側彎：豎彎：扭轉：第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))中國蘇通大橋(L=1088m)側彎：豎彎：扭轉：第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))丹麥GreatBeltBridge(L=1624m)側彎：豎彎：扭轉：第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))日本AkashiKaikyoBridge(L=1991m)側彎：豎彎：扭轉：第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))意大利MessinaStraitBridge(L=3300m)側彎：豎彎：扭轉：第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室4.1自振頻率(續(xù))中國懸索橋方案(L=5,000m)側彎：豎彎：扭轉：第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室

4.2結構阻尼(Structuraldamping)

4.3單自由度系統(tǒng)(SDOF)第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室

4.4多自由度系統(tǒng)

第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室

5.空氣力模型5.1靜力量(StaticComponent)—

升力系數(shù)，是α的函數(shù)，取值與B有關—

阻力系數(shù)，是α的函數(shù)，取值與B有關—

升力矩系數(shù)，是α的函數(shù)，取值與B有關第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室5.1靜力量(續(xù))斷面1斷面2三分力系數(shù)1三分力系數(shù)2第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室(1)準定常假定(Quasi-steadyaerodynamics)5.2自激力分量(Self-ExcitedComponent)任意時刻氣動力僅僅與該時刻結構的相應位置有關。第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室(1)準定常假定(續(xù))第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室(2)非定常假設(Unsteadyaerodynamics)5.2自激力分量(續(xù))第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室(2)非定常假設(續(xù))第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室(1)定常假定：5.3強迫力分量(Buffetingforce)(2)準定常假定：第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室(3)頻域表達式

5.3強迫力分量(續(xù))—氣動導納第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期四同濟大學土木工程防災國家重點實驗室

5.4分量總和主要問題:1.每項分量的定義是否合適?2.分量之間是否存在