結(jié)構(gòu)動力學大作業(yè)

1、1目錄一、結(jié)構(gòu)特性矩陣1.1 框架設計.21.2 截面尺寸. 21.3 動力自由度.21.4 結(jié)構(gòu)的一致質(zhì)量矩陣 . 31.5 結(jié)構(gòu)的一致剛度矩陣 . 13二、頻率與振型2.1 簡化的質(zhì)量矩陣.252.2 簡化的剛度矩陣.252.3 行列式法求頻率與振型.272.4Stodola 法求頻率與振型.27三、時程分析3.1 框架資料. 313.2 地震波波形圖.313.2 瑞利阻尼. 323.4 操作步驟. 333.5 各樓層位移時程反應圖 . 372、結(jié)構(gòu)特性矩陣1.1 框架設計框架平面圖如圖 1 所示，跨度均為 6.0m,層高均為 3.6m,混凝土采用 C30300 x600300 x6003

2、00 x6001!-*呂500 x5001500 x600盤300 x600 3300 x600 gn500 x5001300 x600 S300 x600 300 x600 SL=i9 m(-*1-*.W BOOO 丄和 00丄 E0Q0 ) 18000 圖 1 框架平面圖1.2 截面尺寸梁均為 300mm 600mm,柱均為 500mm 500mm1.3 動力自由度框架結(jié)構(gòu)可以理想化為在節(jié)點處相互連接的梁柱單元的集合。設梁、柱的軸向變形均忽略不計，只考慮橫向平面位移，則該框架有3 個平動自由度和 12 個角自由度，共 15 個自由度，并對梁柱單元分別編號，如圖2 所示：圖 2 單元編號及自

3、由度3將結(jié)構(gòu)分成在有限個節(jié)點處相互連接的（21個離散單元體系，通過計算各 個單元的一致質(zhì)量矩陣、一致剛度矩陣，并將相關的單元疊加求得整個單元結(jié)構(gòu) 的一致質(zhì)量矩陣、一致剛度矩陣。1.4 結(jié)構(gòu)的一致質(zhì)量矩陣在節(jié)點位移作用下框架梁和柱上所引起的變形形狀采用三次Hermite 多項梁：m= 0.30 0.60 2500=450kg/m, L=6m;梁水平位移自由度產(chǎn)生單轉(zhuǎn)角自由度產(chǎn)生的質(zhì)量影響系數(shù)的質(zhì)量影響系數(shù)m元m = mL = 450漢6mL 一 12m44 W55=X4Lm L/c 12、m45 =m4 =x（3L）420420= 2700450 漢 63450 漢 63=-=925.7=-=6

4、94.3105140m = mL =450漢6mL 一|2m66m55一X4LmL “ / 2、m65m56x（3L）420420= 2700450 席4503小-925.7=-=694.3105140m = mL =450父6mL2m66 m77 x 4 Lm67 m76 x（3L）420420= 2700450 席450 9=-=925.7=-=-694.3105140m22= mL =450漢6mL2m88=m99 =-X4LmL 燈2、m89 m98 x（3L）4204201= 2700,3,3450Fcc 450F門=-=925.7-一 694.3105140因此均布質(zhì)量梁的一致質(zhì)量

5、矩陣為:f-Ifi2mL 一| fl3420if一I_1565422L5415613L22L13L4L2L-13L-22L-3L2-13L.-22LV2 !丿.-3L2v4L2. 14m22=mL= 450 x6m99=mi0,cmL2-X4LmL /2、mg,。=m10,= 龍（一 3L ）（D420420= 2700450X63450 乂 63=925.7-_694 3105140m22=mL= 450疋6mL2mi111=mi0,0=碩mL2m11,0=m10,1 =- 3L ）420= 2700450 疋634503=925.7一一 694 3105140m33= mL = 450漢6

6、mi2,2mi3,3一mLX4L2mL / ci 2、m12,3m13,12疋（3L）420420= 2700-_ 3450 疋 6=925.7450小=-=694.3105140m33= mL = 4506mL 2mi4,4 =mi3,3 =-X4LmL / ci 2、m13,4 =m14,3 =-（3L ）D420420= 2700450X63=925.7450 沃 63小=-=694.3105140m33= mL = 450漢6blrmL2m15,15 m14,4 X4Lm14,5 m15,4 玄（一3L）D420420= 2700-3450X6=925.7450-694.3105140

7、柱：m =0.50 0.50 2500 = 625kg / m,L=3.6m層號柱單元質(zhì)量影響系數(shù)層DmL6253.6mm22X156 漢156-835.7420420mL625漢3.6m2一m21一一卩4 -84 289.3420420葉4 =m41=X22L =625漢36匯22江3.6 = 424.3 420420mL625匯3.6口8=m81 =一x（13L）=-江（一13江3.6） = 250.7420420mL625江3.6m24=m42=一 漢13L =-漢13漢3.6 = 250.74204205mLm _ m _625x3.6x( 22L)x( 22x3.6) 424.342

8、028八82420mL6253.6, - _2 err rm44=X4L -3.6 -277.7420420mL,2、6253.6 ,小小c2、“c cm48=x.(3L)=-匯(一3漢3.6) =208.3420420mi625X3.6Bim22Q56 -心56-835.7420420mL625漢3.6“ccmi(2 = m?i漢54 -漢54 -289.3420420mL_ ,625漢3.6 _小小m = m5iX22L X22X3.6 424.3420420mL6253.6mi9 = m9i=-x(13L) =-x(_13X3.6) = 250.7420420mL625X3.6m25 =

9、m52:X13L =- 3.6 = 250.7420420mL600T.6m?9= m92x ( 22L) =- x (22父3.6) = -424.3420420mL2625匯3.62m55 =m99X4L =-X4X3.6 =277.7420420mL26253.62m59 =m95匯(3L)=-匯(3漢3.6 ) = -208.3420420mL625沢3.6mii _m22 勺56-D56835.7420420mL625漢3.6“ccm =m21烈54 叢54 289.3420420mL6253.606 =m6iX22L 3.6 424.3420420口10=吋=皿血)-623。一25

10、0.74204206mL6253.6m26m62x13L 03 x 3.6 250.7420420mL / “I、625x3.6 / _ -.-m? io = me? =-x（22L） =-x （22漢3.6） = 424.3420420mL26253.6 ,o_2 c” rm66 = mw 10 =-x4L =- x 4 3.6 =277.7420420mL2625漢3.62m6, I。= mi。 =才（-3L2）“ 3匯3.62） = -208.3420420mL6253.6 . _ _ _m =%2=156=-x 156 =835.7420420mL 6253.6 - .-m = m21=-x 54 =-漢54 = 289.3420420mL6253.6m7 m71x 22 L 漢22匯3.6 424.3420420mL625漢3.6m11 m11 x（_13L）_“一心心。一-250.7420420mL6253.6m27=m72=X13L =-父13乂3.6 = 250.7420420mL625匯3.6m211= m,12=-x（