Động lực học công trình bài giảng dành cho ngành kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

26425 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CÔNG TRÌNH BO MON KET CAU * eK ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH Bài giảng dành cho ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng 621.414 TRUONG BAI HOC GIAO THONG VAN TAI TRUNG TAM THONG: TIN-THU VIEN PHONG DOC HA NOI 2014 LOI NOI DAU Động trình chuẩn thiết lực học cơng trình học phần giảng dậy chương đào tạo kỹ sư khối trường kỹ thuật Trong tiêu xây dựng nay, tính toán động lực học sử dụng để kế cơng trình quan trọng Bài giảng viết nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên kiến thức dao động phương pháp tính tốn kết cấu chịu tác dụng tải trọng động Cấu trúc giảng gồm chương: chương thứ giới thiệu khái niệm động lực học Chương thứ hai dành cho thiết lập tính toán dao động hệ bậc tự Chương thứ ba trình bầy phương pháp phân tích theo dạng dao động để tính hệ hữu hạn bậc tự Trong chương thứ tư thứ năm, hệ có khối lượng phân bố nghiên cứu, bên cạnh phương pháp xác phương giới thiệu pháp xấp xỉ tính hệ võ hạn bậc tự Phân cơng biên soạn giảng sau: TS Nguyễn Trung Kiên chủ biên, biên soạn chương 1, chương chương 3; Th.S Mai Văn Bắc biên soạn chương 4; Th.S Nguyễn Hoài Cương biên soạn chương Bài giảng "Động lực học cơng trình" xuất lần đầu nên mong nhận góp ý, nhận xét đồng nghiệp, sinh viên tất bạn đọc để tiếp tục hoàn chỉnh lần tái sau Mọi đóng góp xin gửi địa chỉ: Bộ mơn Kết cấu, Khoa Cơng trình, Trường đại học Giao thông vận tải CÁC TÁC GIẢ Mục lục Khái niệm 1.1 đói Khái niệm động lực học cơng trình „LAI ĐEOHEDỢMPE oie oe a gin Bone Sms Be Ee SỐ BH HỆ 1.2.1 Taitrongeé6chuky 2.2.2 eee ee 1.22 Tải trọng khơng có chukỳ 1.3 1.4 Bậc tự hệ dao động Ặ.ẶV Phân loại dao động 3 1.5 Phương pháp lập phương trình vi phân dao động 1.6 2_ 1 2 1.5.1 Phương pháp trực tiếp 1.5.2 1.5.3 Phương pháp công Phương pháp lượng-Nguyên lý Hamilton § y Mơ hình hóa tốn động lựhọc - 1.6.1 1.6.2 1.63 Phương pháp khối lượng tập trung Phương pháp chuyển vị tổng quát (phương pháp Rayleigh-Ritz) Phương pháp phần tửhữu hạn 6 Dao động hệ bậc tự 11 2.1 2.2 2.3 Mơ hình hệ dao động bậctựdo Phương trình vi phân dao động tổng quát Phương pháp giải phương trình vi phân dao động 11 11 12 2.3.2 Tích phân Duhamel cccŸs 12 Phương pháp sSỐ .Ặ ee eee 13 2.3.1 Phương pháp cổ điển 2.3.3 Phương pháp biến đổi Fouie .- 2.3.4 2.4 2.5 2.6 12 13 Dao động tự hệ bac tự 13 2.4.1 Dao động tự không lực cản 14 2.4.2 Dao động tự có lực cẩn ‘TT 2.43 Độ suy giảm logarthme + 181 - 22 Dao động hệ bậc tự chịu tác dụng tải trọng xung Dao động cưỡng hệ bậc tự 2.6.1 Trường hợp khơng có lực cản 96:2 "Trường hợÐ(GỔ eed occa ca ese ae ew ốc Hàn ke 23 24 + 29 MUC LUC Dao dong hệ hữu han bậc tự 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4_ Hệ võ hạn bậc tự - Dao động thẳng 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5_ 35 35 Phương trình vi phân dao động hệ hữu hạn bậc tự 36 Dao động tự hệ hữu hạn bậc tự 37 341 ¥ nghĩa vật lý tần số dao động riêng dạng dao dong ririéng 38 40 3.3.2 Tan số dao động riêng 3.3.3 Dạng dao động riêng â 41 3.3.4 Tính chất trực giao dạng dao động 44 46 3.3.5 Chuẩn hóa dạng dao động 3.3.6 Khai triển véc tơ chuyển vị theo dạng dao động ` 46 47 3.3.7 Phương trình dao động; z : ¿ ¡ ‹ + ¿ 2-2 s2 2c cốc 49 Dao động tự hệ hữu hạn bậc tự có xét đến lực cản 84L MB LtIRHCAN :¡cẻ ¿ca (6v Kew TE 50 3.4.2 Phương trình dao động 53 54 Dao động cưỡng hệ hữu hạn bậc tự .- Mơ hình hệ hữu hạn bậc tự .-.- Phương trình vi phân dao động Dao dong tu thẳng 4.2.1 4.2.2 5.2 5.3 5.4 {Ốc Phương trình dao động tựdo .- Tính chất trực giao dạng dao động riêng Dao động tự thẳng có khối lượng phân bố tiết 63 diện không đổi ẶQQ Q SS Dao động cưỡng thẳng có khối lượng phân bố - - - {2c {2 2c 2c tiết điện không đổi Dao động cưỡng thẳng chịu tai bat ky - Khai 68 c {SỐ S triển theo dạng dao động Dao động hệ phức tạp 5.1 59 59 60 60 62 Phương pháp chuyển vị tính dao động khung 5.1.1 512 Dao động cưỡng 69 he - {ST SỈ Dao độngriêng Phương pháp gần tính dao động khung Phương pháp chuyển vị tính dao động dầm liên tục ee -Ặ Dao động dần § 73 73 Tả 74 78 79 Danh sách hình vẽ 11 T&itrongdiéuhda 1⁄3 14 1.5 1.6 17 1.8 Tải Tải Hệ đư, Mơ Mơ Mơ 2.1 Mơ hình hệ dao động bậc tự (a), Các lực tác dụng lên khối 2.2 Các thành phần dao động điều hòa: (a) thành phần phụ thuộc vào (0), (b) thành phần phụ thuộc vào u(0), (c) dao động điều hòa: 1.2 2.3 2.2.0 ee eee Tai cé chuky bat ky eee trọng tác dụng thời gian ngắn-Tải trọng xung trọng dài hạn có khối lượng tập trung: (a) hệ bậc tự do, (b) hệ hai bậc tự (c) hệ bốn bậc Eƒ đố ¿ ¿ ¿