結構動力學(第2版)（簡體書）

本書是土木工程研究生系列教材之一。
作為對第1版的傳承和發展，本版總體框架與第1版保持一致，只對相關內容進行了修訂、更新和補充，突出了基礎性與前瞻性兼顧、通用性與專業性統籌、對學生的知識儲備與運用能力並重等特點。
本書在介紹基本概念和基本理論的同時，注重介紹本書所涉及領域的前沿動態和存在的關鍵性問題，注重對讀者解決問題能力的培養和研究發展方向的指點。
本書首先簡要介紹分析動力學基礎及運動方程的建立，然後通過對單自由度體系、多自由度體系和分佈參數體系的系列介紹，讀者可以系統掌握結構動力學的基本理論和分析方法，*後通過對結構動力問題分析中的數值分析方法、離散化分析、隨機振動分析及結構動力學專題的系列介紹，讀者可以初步具有分析和解決結構動力學的理論研究和實際工程問題的能力。
本書可作為大土木專業研究生的教材和從事土木工程研究的技術人員學習參考書。

介紹基本概念和基本理論的同時，注重介紹本書所涉及領域的前沿動態和存在的關鍵性問題，注重對讀者解決問題能力的培養和研究發展方向的指點

第2版前言
第1版前言
主要符號表
第1章概述1
1.1結構動力分析的目的1
1.2動力荷載的類型1
1.3結構動力計算的特點3
1.4結構離散化方法4
1.5本書內容安排8
思考題8
第2章分析動力學基礎及運動方程的建立9
2.1基本概念9
2.1.1廣義坐標與動力自由度9
2.1.2功和能12
2.1.3實位移、可能位移和虛位移14
2.1.4廣義力14
2.1.5慣性力16
2.1.6彈性恢復力16
2.1.7阻尼力17
2.1.8線彈性體系和阻尼彈性體系18
2.1.9非彈性體系18
2.1.10泛函和變分19
2.2基本力學原理及運動方程的建立20
2.2.1D’Alembert(達朗貝爾)原理20
2.2.2虛功原理23
2.2.3Lagrange(拉格朗日)運動方程26
2.2.4Hamilton(哈密頓)原理28
2.3重力的影響32
2.4地基運動的影響33
2.5多自由度體系運動方程的建立34
2.5.1直接平衡法34
2.5.2多自由度體系Lagrange運動
方程37
2.6多自由度體系自由度的縮減39
2.6.1運動約束法39
2.6.2靜力凝聚法40
2.6.3混合方法40
習題41
思考題42
第3章單自由度體系43
3.1無阻尼自由振動43
3.2有阻尼自由振動46
3.2.1臨界阻尼和阻尼比46
3.2.2低阻尼體系48
3.2.3運動的衰減和阻尼比的測量50
3.2.4自由振動試驗51
3.2.5庫侖(Coulomb)阻尼自由振動53
3.3單自由度體系對簡諧荷載的反應55
3.3.1無阻尼體系對簡諧荷載的反應55
3.3.2有阻尼體系對簡諧荷載的反應57
3.3.3激振頻率為ωn時體系的動力反應59
3.3.4動力放大係數59
3.3.5有阻尼體系動力反應與荷載的相位關係61
3.3.6用簡諧振動(強迫振動)試驗確定體系的黏性阻尼比62
3.4體系的阻尼和振動過程中的能量65
3.4.1自由振動過程中的能量65
3.4.2黏性阻尼體系的能量耗散66
3.4.3等效黏性阻尼67
3.4.4滯變阻尼(複阻尼)理論68
3.5振動的測量71
3.5.1加速度計(強震儀)72
3.5.2位移計(地震儀)73
3.6隔振(震)原理74
3.6.1力的傳遞和隔振74
3.6.2基底振動的隔離75
3.7單自由度體系對週期荷載的反應78
3.8單自由度體系對任意荷載的反應80
3.8.1時域分析方法――Duhamel積分80
3.8.2頻域分析方法――Fourier變換法82
3.9結構地震反應分析的反應譜法87
習題90
思考題92
結構動力學第2版目錄第4章多自由度體系94
4.1兩自由度體系的振動分析94
4.1.1無阻尼自由振動94
4.1.2坐標的耦聯98
4.2多自由度體系的無阻尼自由振動99
4.2.1頻率方程99
4.2.2振型分析105
4.3多自由度體系動力反應的振型疊加法110
4.3.1正則坐標變換110
4.3.2無阻尼體系動力反應的振型疊加法111
4.3.3有阻尼體系動力反應的振型疊加法113
4.4結構中的阻尼和阻尼矩陣的構造118
4.4.1阻尼實測的例子118
4.4.2Rayleigh阻尼119
4.4.3擴展的Rayleigh阻尼(Caughey阻尼)121
4.4.4利用振型阻尼矩陣直接疊加122
4.4.5非經典阻尼矩陣的構造123
4.5靜力修正方法124
4.6振型加速度法126
習題127
思考題129
第5章動力反應數值分析方法131
5.1數值算法中的基本問題131
5.2分段解析法132
5.3中心差分法134
5.4平均加速度法138
5.5線性加速度法140
5.6Newmark-β法141
5.7Wilson-θ法144
5.8結構非線性反應計算147
習題150
思考題151
第6章分佈參數體系152
6.1體系運動微分方程152
6.1.1杆振動問題152
6.1.2Euler-Bernoulli梁振動問題：僅承受豎向分佈荷載154
6.1.3Euler-Bernoulli梁振動問題：軸向力影響156
6.1.4Euler-Bernoulli梁振動問題：阻尼影響157
6.1.5Euler-Bernoulli梁振動問題：支座運動激勵情況158
6.1.6Timoshenko梁振動問題159
6.2梁的自由振動分析161
6.2.1梁的自振頻率和振型161
6.2.2振型的正交性165
6.2.3軸向力對梁自振特性的影響167
6.2.4剪切變形和轉動慣性對梁自振特性的影響168
6.3梁的動力反應分析171
6.3.1廣義坐標171
6.3.2振型疊加法172
6.3.3梁的強迫振動174
6.4分佈參數體系振動分析(動力直接剛度法)177
6.4.1分佈參數體系的自振特性分析177
6.4.2動力直接剛度法178
6.5簡支梁在移動荷載作用下的振動184
6.5.1簡支梁在移動力作用下的振動184
6.5.2簡支梁在移動質量作用下的振動186
6.5.3簡支梁在移動車輪加簧上質量作用下的振動189
習題192
思考題194
第7章實用振動分析195
7.1Rayleigh法195
7.2Rayleigh-Ritz法197
7.2.1Rayleigh-Ritz法基本計算公式197
7.2.2Rayleigh-Ritz法的基本計算步驟198
7.2.3Rayleigh-Ritz法計算頻率的分佈規律199
7.3荷載相關的Ritz向量及Ritz向量直接法201
7.4矩陣迭代法204
7.5子空間迭代法206
7.6Lanczos方法207
7.7Dunkerley法209
7.8Jacobi(雅可比)迭代法210
習題213
思考題214
第8章連續體動力模型的離散化216
8.1集中質量法及建築物的模型化216
8.1.1質量的集中化217
8.1.2力學分析模型217
8.2變分直接法219
8.2.1基本思想219
8.2.2試函數的選擇及其分類220
8.3加權殘值法221
8.3.1第一種形式的加權殘值法222
8.3.2第二種形式的加權殘值法222
8.4動力有限元法223
8.4.1有限元離散化223
8.4.2基本分析過程225
8.5有限元法單元位移模式及插值函數的構造226
8.6有限元分析中的基