課程內(nèi)容：

　　結(jié)構(gòu)動力學(xué)與建模課程向?qū)W生介紹結(jié)構(gòu)動力學(xué)和有限元建模的基本概念，并培養(yǎng)學(xué)生進行結(jié)構(gòu)分析的技能，這些分析涉及實際工程環(huán)境中的動態(tài)(或瞬態(tài))動作。課程結(jié)束時，學(xué)生應(yīng)該能夠通過手動計算進行動態(tài)分析(可以通過使用EXCEL電子表格來增強)，并有效地使用商業(yè)計算軟件(例如Strand 7)進行更復(fù)雜的分析。課程重點是對計算機生成的結(jié)果進行獨立檢查的能力。提高結(jié)構(gòu)動力學(xué)和建模的熟練程度可以造就更經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)設(shè)計和更可持續(xù)的建筑環(huán)境。該課程建立在學(xué)生的工程數(shù)學(xué)，力學(xué)和結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)知識之上。對于考慮從事抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的學(xué)生來說，這是一門重要課程，可以在特許工程師的監(jiān)督下為學(xué)生的專業(yè)實踐做好準(zhǔn)備。

　　結(jié)構(gòu)動力學(xué)與建模課程將涵蓋以下主題：

　　1、介紹用于平面內(nèi)(膜)應(yīng)力分析的有限元公式。

　　2、使用有限元建模軟件。

　　3、單自由度系統(tǒng)、離散多自由度系統(tǒng)和分布質(zhì)量(連續(xù))系統(tǒng)在自然振動和強勵條件下的響應(yīng)分析。

　　4、數(shù)值時步積分技術(shù)。

　　5、勵磁仿真技術(shù)、聯(lián)立方程解和約簡技術(shù)。

　　6、時序數(shù)據(jù)的頻域分析和處理。

　　從上述各種主題中獲得的技能將被整合并應(yīng)用于一些案例研究。

　　學(xué)習(xí)成果：

　　完成課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生應(yīng)該能夠：

　　1、實現(xiàn)單自由度(SDOF)系統(tǒng)對脈沖和諧波激勵的響應(yīng)建模。

　　2、描述并應(yīng)用粘性阻尼、遲滯阻尼、庫侖阻尼(通過摩擦)和等效阻尼的概念。

　　3、以傅里葉幅度/相位譜和功率譜的形式將數(shù)據(jù)從時域轉(zhuǎn)換為頻域，并進行線性變換。

　　4、基于模態(tài)疊加原理，實現(xiàn)涉及參與因子、有效模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)系數(shù)的離散集總質(zhì)量多自由度(SDOF)系統(tǒng)的響應(yīng)建模。

　　5、獲得基于諧波激勵和常見理想化形式的瞬態(tài)激勵的單自由度(SDOF)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)行為的經(jīng)典解決方案。

　　6、通過電子表格實施時步積體步驟，用于分析SDOF系統(tǒng)對一系列瞬態(tài)激勵(包括地震激勵)的響應(yīng)，并整理響應(yīng)輸出以生成不同格式的彈性響應(yīng)光譜。

　　7、通過電子表格實現(xiàn)使用模態(tài)疊加原理的簡單離散MDOF系統(tǒng)的響應(yīng)分析。

　　8、應(yīng)用有限元建模軟件對各種動態(tài)載荷選項執(zhí)行靜態(tài)和動態(tài)響應(yīng)分析。

　　9、通過手動計算對分析結(jié)果進行獨立檢查。