DYNAMIKA KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH TOM 1 wyd.2

ISBN: 978-83-7775-526-6

286 stron
format: B5
oprawa: miękka
Rok wydania: 2018

Książka jest adresowana do tych, którzy zamierzają poznać i zrozumieć podstawy dynamiki konstrukcji budowlanych oraz opanować nowoczesne metody analizy dynamicznej tychże konstrukcji. Jest więc w pierwszej kolejności przeznaczona dla studentów wydziałów budownictwa oraz inżynierów budowlanych zainteresowanych dynamiką budowli. Może także służyć jako materiał pomocniczy dla studentów wydziałów mechanicznych. Mogą z niej korzystać doktoranci i pracownicy naukowi, ponieważ zawiera opis zagadnień i metod wykraczający poza ramy standardowego wykładu z dynamiki konstrukcji. W szczególności zawiera obszerne wprowadzenie do problematyki redukcji drgań, opis metod redukcji bazy i macierzowej analizy drgań fundamentów blokowych, opis metod rozwiązywania dużych problemów własnych i metod wyznaczania charakterystyk dynamicznych układów tłumionych. Większość zagadnień szczegółowych omówiono na przykładzie belek lub konstrukcji ramowych ze względu na prostotę opisu matematycznego i duże znaczenie praktyczne tego typu konstrukcji. Niemniej znaczna część prezentowanych metod analizy dynamicznej może być z powodzeniem stosowana do ana-lizy innych układów konstrukcyjnych. Drugie wydanie podręcznika zostało poprawione i uzupełnione. Dodano rozdział, w którym omawia się podstawy obliczeń dynamicznych konstrukcji obciążonych siłami sejsmicznymi i parasejsmicznymi, w szczególności metodę spektrum odpowiedzi.

SPIS TREŚCI

Przedmowa do wydania 1
Przedmowa do wydania 2

1. Wstęp
1.1. Wprowadzenie
1.2. Stopnie dynamicznej swobody
1.3. Siły działające na konstrukcje
1.3.1. Siły zewnętrzne
1.3.2. Siły sprężystego oddziaływania
1.3.3. Siły bezwładności
1.3.4. Siły tłumienia, podstawowe modele tłumienia
1.4. Podstawowe prawa dynamiki
1.4.1. Drugie prawo Newtona
1.4.2. Zasada d‘Alemberta i zasada pracy wirtualnej
1.4.3. Równania Lagrange‘a
1.4.4. Zasada Hamiltona
Literatura

2. Dynamika układu o jednym stopniu swobody
2.1. Równanie ruchu układu o jednym stopniu swobody
2.2. Drgania swobodne nietłumione
2.2.1. Rozwiązanie równania drgań swobodnych nietłumionych
2.2.2. Częstość drgań swobodnych i okres drgań
2.2.3. Amplituda drgań
2.3. Drgania swobodne tłumione
2.3.1. Równanie ruchu tłumionego i jego rozwiązanie
2.3.2. Tłumienie krytyczne, bezwymiarowy współczynnik tłumienia,
ruch układu krytycznie tłumionego
2.3.3. Ruch układu nadkrytycznie tłumionego
2.3.4. Drgania swobodne układu podkrytycznie tłumionego
2.3.5. Logarytmiczny dekrement tłumienia
2.3.6. Energia układu
2.4. Drgania harmonicznie wymuszone
2.4.1. Drgania nietłumione harmonicznie wymuszone
2.4.2. Drgania tłumione harmonicznie wymuszone
2.4.3. Analiza drgań ustalonych za pomocą zmiennych zespolonych
2.4.4. Wyznaczanie tłumienia na podstawie krzywej rezonansowej
2.4.5. Zastosowanie współczynnika Q jako miary tłumienia
2.4.6. Energia rozpraszana w trakcie drgań ustalonych
2.4.7. Zastępczy współczynnik tłumienia wiskotycznego
2.4.8. Drgania wymuszane siłą odśrodkową
2.4.9. Drgania ustalone wywołane wymuszeniem kinematycznym
2.4.10. Współczynnik przekazywania drgań
2.5. Drgania wywołane obciążeniem okresowym
2.5.1. Rozwinięcie funkcji okresowych w szereg Fouriera
2.5.2. Odpowiedź układu na wymuszenie okresowe
2.6. Drgania wywołane dowolnym obciążeniem
2.6.1. Impuls siły, impulsowa funkcja przejścia i całka Duhamela
2.6.2. Obliczanie całki Duhamela
2.7. Numeryczne całkowanie równania ruchu
2.7.1. Metoda Newmarka
2.7.2. Stabilność i dokładność metod numerycznego całkowania
2.8. Równanie stanu i jego rozwiązanie
2.9. Impulsowa funkcja przejścia i funkcja przenoszenia oraz ich relacje
2.10. Bilans energii
Literatura

3. Równania ruchu układów dyskretnych
3.1. Stopnie dynamicznej swobody układów dyskretnych
3.2. Równania ruchu układów dyskretnych z masami skupionymi
3.2.1. Zastosowanie równań Lagrange‘a do wyprowadzania równań
ruchu
3.2.2. Zastosowanie współczynników podatności do wyprowadzenia
równań ruchu
3.2.3. Zastosowanie współczynników sztywności do wyprowadzenia
równań ruchu
3.3. Prosty model dynamiczny budynku - rama z nieodkształcalnymi ryglami
3.4. Uwzględnienie sił tłumienia
3.5. Równania ruchu wyrażone za pomocą zmiennych stanu
Literatura

4. Drgania swobodne układów dyskretnych
4.1. Drgania swobodne nietłumione
4.1.1. Częstości i postacie drgań
4.1.2. Warunki ortogonalności i normowanie postaci drgań
4.1.3. Jakościowa analiza problemu własnego - iloraz Rayleigha
4.1.4. Analiza wrażliwości częstości drgań swobodnych na zmianę
parametrów projektowych
4.2. Drgania swobodne tłumione
4.2.1. Wprowadzenie
4.2.2. Rozwiązanie równań ruchu zapisanych we współrzędnych
fizycznych
4.2.3. Rozwiązanie równania ruchu zapisanego za pomocą zmiennych
stanu
4.2.4. Ortogonalność wektorów własnych
4.2.5. Wartości własne a częstości drgań i bezwymiarowe współczynniki
tłumienia
4.2.6. Drgania swobodne tłumione - macierz tłumienia proporcjonalnego
4.2.7. Analiza wrażliwości wartości i wektorów własnych układu tłumionego
Literatura

5. Metody rozwiązywania problemów własnych
5.1. Wprowadzenie
5.2. Sprowadzanie uogólnionego problemu własnego do problemu standardowego
5.3. Uogólniona metoda Jacobiego
5.4. Metoda odwrotnej iteracji wektorowej
5.5. Metoda przeszukiwania wyznacznika
5.6. Metoda Rayleigha-Ritza
5.7. Metoda podprzestrzennych iteracji
5.8. Metoda Lanczosa
5.9. Metody rozwiązywania problemu własnego związanego z drganiami
tłumionymi
Literatura

6. Modele tłumienia i modele tłumików
6.1. Wprowadzenie
6.2. Tłumienie wiskotyczne
6.3. Tłumienie zespolone
6.4. Modele tłumików
6.4.1. Uwagi ogólne o modelach tłumików drgań
6.4.2. Model tłumika wiskotycznego
6.4.3. Model Kelvina
6.4.4. Model Maxwella
6.4.5. Model złożony
6.4.6. Uogólniony model Maxwella
Literatura

7.Drgania wymuszone układów o wielu stopniach swobody
7.1. Wprowadzenie
7.2. Metoda modalna
7.2.1. Klasyczna transformacja własna
7.2.2. Transformacja własna równań stanu
7.2.3. Algorytm metody modalnej
7.3. Drgania harmonicznie wymuszone
7.3.1. Analiza drgań ustalonych metodą bezpośrednią
7.3.2. Zjawisko rezonansu, krzywa rezonansowa
7.3.3. Analiza drgań ustalonych metodą modalną
7.3.4. Zastosowanie zmiennych zespolonych
7.3.5. Zastosowanie zespolonych wektorów własnych do analizy drgań
ustalonych
7.4. Zastosowanie metod numerycznego całkowania do analizy drgań wymuszonych
7.4.1. Wprowadzenie
7.4.2. Metoda różnic skończonych
7.4.3. Metoda Newmarka
7.4.4. Metoda Wilsona
7.4.5. Metoda Houbolta
7.4.6. Całkowanie równań stanu
Literatura

8. Metody redukcji bazy
8.1. Wprowadzenie
8.2. Kondensacja statyczna i redukcja stopni dynamicznej swobody metodą
Guyana
8.3. Metoda modalna jako wariant metody redukcji bazy
8.4. Metoda przyspieszeń modalnych
8.5. Metoda redukcji bazy Wilsona
Literatura