Bài giảng Động lực học kết cấu: Chương 1 - Bạch Vũ Hoàng Lan

Bài giảng Động lực học kết cấu - Chương 1 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái niệm cơ bản; bậc tự do động lực học; các loại tác động; đặc điểm của bài toán động; các phương pháp rời rạc hóa;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Động lực học kết cấu: Chương 1 - Bạch Vũ Hoàng LanĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TPHCM KHOA XÂY DỰNG Bạch Vũ Hoàng Lan 1 TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Clough R. W., Penzien J., Dynamics of Structures, McGraw-Hill, 1993.2. Chopra A. K., Dynamics of Structures, Prentice- Hall, 2001.3. PGS.TS Đỗ Kiến Quốc (chủ biên), Động lực học kết cấu, NXB Xây dựng, 2016.4. PGS.TS. Phạm Đình Ba, Bài tập Động lực học công trình, NXB Xây dựng, 2008. 2 Tiêu chuẩn đánh giá (kèm theo tỷ lệ điểm)STT Nội dung đánh giá Cách thực hiện Tỉ lệ (%) 1 Kiểm tra giữa học phần Làm bài kiểm tra tại lớp 30 2 Kiểm tra học phần Làm bài thi 70 3 1.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN Động lực học kết cấu nghiên cứu các phương pháp phân tích nội lực, chuyển vị (ứng suất, biến dạng) của kết cấu chịu các tác động thay đổi theo thời gian. 4 1.2. BẬC TỰ DO ĐỘNG LỰC HỌC Bậc tự do động lực học được tính bằng số thành phần chuyển vị độc lập cần phải xét, để kể hết tất cả ảnh hưởng của các lực quán tính.  Bậc tự do được định nghĩa liên quan đến lực quán tính, do đó liên quan đến khối lượng. Số khối lượng càng nhiều thì càng chính xác, nhưng càng phức tạp 5 Các giả thiết Xem các khối lượng là chất điểm, để bỏ qua chuyển vị xoay Bỏ qua sự thay đổi chiều dài thanh khi hệ chịu các biến dạng uốn Bậc tự do động học là số liên kết tựa cần đặt vào để các khối lượng của hệ được xem là bất động. Ví dụ: P m ?? m Hệ 1 BTD 6 P m m ?? ?? Hệ 2 BTD ?? ?? P m m Hệ 1 BTDTrong thực tế, các kết cấu đều có khối lượng phân bốnên có vô hạn bậc tự do, việc giải bài toán rất phứctạp, nên cần tìm cách rời rạc hóa hệ. 71.3. CÁC LOẠI TÁC ĐỘNG Tác động xác định Tác động có chu kỳ Xung ngắn Tác động tổng quát Tác động ngẫu nhiên: là tác động sử dụng quy luật suất để xác định các đặc trưng như: giá trị trung bình, độ lệch chuẩn… 8 1.4. ĐẶC ĐIỂM CỦA BÀI TOÁN ĐỘNG Bài toán tĩnh: nội lực được Tĩnh P xác định từ sự cân bằng với ngoại lực, không cần dùng đường đàn hồi nên mang tính Động P chất đơn giản. Ứng suất và chuyển vị không phụ thuộc q(t)=f(y(t)) thời gian. Bài toán động: ngoại lực bao gồm lực quán tính phụ thuộc vào đường đàn hồi y = y(x,t). Vì vậy, dẫn tới phương trình vi phân, phức tạp về toán học, khối lượng tính lớn, phải bắt đầu từ việc xác định y(x,t). 91.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP RỜI RẠC HÓA1.5.1 Phương pháp khối lượng thu gọnThay thế hệ có khối lượng phân bố (a) thành các khốilượng tập trung (b) theo nguyên tắc tương đương tĩnhhọc, đây là phương pháp thường được dùng trong hệkết cấu phức tạp.Hệ (a) p(t) m(z) p(t) ?5 ?6 ?7Hệ (b) ?1 ?2 ?3 ?1 ?4 ?2 ?3 101.5.2. Phương pháp dùng tọa độ suy rộng Giả sử đường đàn hồi là tổ hợp tuyến tính của các hàm xác định: ? ?(?, ?) = ? ? (?)? ? (?) ?=0 ? ? (?): Hàm dạng ? ? (?): Tọa độ suy rộng Khi tính toán chỉ giữ lại các số hạng đầu tiên của hàm dạng ψi(x) hệ trở thành hữu hạn bậc tự do (Zi) ...