结构动力响应

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1、同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁及结构风振理论及其控制来自www.cdsc.net.cn——之第四讲主讲教师：葛耀君博士．教授结构气动响应2、静力作用与响应1、结构风效应同济大学土木工程防灾国家重点实验室3、动力响应4、结构动力特性5、气动力模型同济大学土木工程防灾国家重点实验室结构风效应1.结构风效应刚度较大—静力作用刚度较小—动力作用平均风(低频部分)脉动风(高频部分)振动较小—强迫力振动较大—自激力抖振(buffeting)涡振(vortexshedding)颤振(flutter)弛振(galloping)同济大学土木工程防灾国家重点实验室顺风向力(a

2、long-windforce)阻力(dragforce)2.静力作用与响应2.1静风作用横风向力(cross-windforce)升力(liftforce)扭转力矩(torsionalmoment)升力矩(pitchingmoment)2.2静风响应位移(2个线位移+1个角位移)结构(2个水平+1个竖扭转)桥梁(水平+竖向+扭转)风压(表面局部位置垂直于表面)结构为主桥梁较少反力(2个力+3个矩)桥梁主梁、塔底结构基底稳定(静风稳定性)—桥梁扭转或侧向发散同济大学土木工程防灾国家重点实验室buffetingVortexsheddingFlutterorgalloping抖振涡

3、振颤振或弛振3.动力响应AAAVVVtttAAA同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.结构动力特性4.1自振频率(EigenorNaturalFrequency)法国NormandieBridge(L=856m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)日本TartaraBridge(L=890m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)香港StonecuttersBridge(L=1018m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)中国苏通大桥(L=1088m)侧弯：竖弯：扭转：同

4、济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)丹麦GreatBeltBridge(L=1624m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)日本AkashiKaikyoBridge(L=1991m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)意大利MessinaStraitBridge(L=3300m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.1自振频率(续)中国悬索桥方案(L=5,000m)侧弯：竖弯：扭转：同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.2结构阻尼(Structuraldamping)4.

5、3单自由度系统(SDOF)同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.4多自由度系统同济大学土木工程防灾国家重点实验室5.空气力模型5.1静力量(StaticComponent)—升力系数，是α的函数，取值与B有关—阻力系数，是α的函数，取值与B有关—升力矩系数，是α的函数，取值与B有关同济大学土木工程防灾国家重点实验室5.1静力量(续)断面1断面2三分力系数1三分力系数2同济大学土木工程防灾国家重点实验室(1)准定常假定(Quasi-steadyaerodynamics)5.2自激力分量(Self-ExcitedComponent)任意时刻气动力仅仅与该时刻结构的相应位置有关。同

6、济大学土木工程防灾国家重点实验室(1)准定常假定(续)同济大学土木工程防灾国家重点实验室(2)非定常假设(Unsteadyaerodynamics)5.2自激力分量(续)同济大学土木工程防灾国家重点实验室(2)非定常假设(续)同济大学土木工程防灾国家重点实验室(1)定常假定：5.3强迫力分量(Buffetingforce)(2)准定常假定：同济大学土木工程防灾国家重点实验室(3)频域表达式5.3强迫力分量(续)—气动导纳同济大学土木工程防灾国家重点实验室5.4分量总和主要问题:1.每项分量的定义是否合适?2.分量之间是否存在耦合项?3.三分力系数、气动导数、气动导纳识别?4.

7、特征紊流的气动力模型?5.是否还有其它分量存在?下周同一时间再见!同济大学土木工程防灾国家重点实验室