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第一章 绪论2

1.1 本书的目的2

1.2 本书的应用2

第二章 动力荷载和动力反应的基本特性5

2.1 引言5

2.2 单一自由度系统6

2.2.1 自由振动6

2.2.2 简单谐波荷载的反应12

2.2.3 冲击荷载的反应--时间过程的分析16

2.2.4 转换函数17

2.2.6 随机荷载的反应18

2.2.5 复杂周期荷载的反应18

2.2.7 随机荷载的实例23

1.“白噪声”的反应23

2.桩柱对波浪力曲反应24

2.3 相关和谱的性质27

2.3.1 自相关函数27

2.3.2 互相关函数29

2.3.3 随机信号的和30

2.4 多自由度系统30

2.4.1 两个自由度系统的自由振动31

2.4.2 多自由度结构的自由振动33

2.4.3 多自由度阻尼结构的强迫振动35

2.4.4 正规模式方法36

2.4.5 转换函数矩阵37

2.5 滨海建筑物的谱分析方法--技术发展水平39

2.6 随机荷载的概率性质39

2.6.1 平均值39

2.6.2 平方平均值40

2.6.3 标准差40

2.6.4 概率40

2.6.5 概率密度函数41

2.6.6 概率分布函数41

2.6.7 高斯或正态分布42

2.6.9 重现期44

2.6.8 瑞利分布44

2.6.10 矩45

2.6.11 谱密度的概率性质45

2.6.12 极值46

2.7 例48

2A 灯塔的固有频率48

2B 阳极(anode)固有频率的计算49

2C 灯塔对单调波的反应49

2D 阳极反应的计算49

2E 灯塔对随机海浪的反应50

2F 利用集中质量法求固有频率55

2G 能量方法57

2.8.1 单一自由度系统61

2.8 总结61

2.8.2 多自由度系统65

第三章 动力分析的物理性质68

3.1 引言68

3.2 质量68

3.2.1 附加质量68

3.2.2 海洋生物引起的质量变化71

3.2.3 集中质量74

3.2.4 信息需要量76

3.3 刚度77

3.4.1 结构物的阻尼80

3.4 阻尼80

3.4.2 流体动力阻尼84

3.4.3 动力结构性质的测量84

3.4.4 对结构物施加振动85

3.5 土壤与结构物的相互作用--重力基础86

3.5.1 利用集中模型研究土壤与结构物的相互作用87

3.5.2 利用有限元法研究土壤与结构物的相互作用93

3.6 土壤与结构物的相互作用--桩基95

3.6.1 水平刚度--差分方程法96

3.6.2 垂直刚度98

3.6.3 群桩99

3.6.4 水平刚度--有效埋置深度99

4.2.1 波浪要素104

4.2 波浪性质的计算104

4.1 引言104

第四章 作为外激发力的波浪104

4.2.2 波浪的描述107

4.2.3 波浪测量107

4.2.4 设计波浪参量的计算108

4.3 风浪的特征109

4.3.1 波浪预报109

4.3.2 有效波法或最大波法109

4.3.3 波谱方法111

4.3.4 预报技术115

4.3.5 波浪生成后特征的变化118

4.3.6 海底对波浪特征的影响119

4.3.7 设计波高的规定121

4.3.8 疲劳计算中波浪分布的规定123

4.3.9 波谱的规定123

4.3.10 大波波连的长度125

4.4 方向的影响125

4.5 波浪特征对滨海建筑物的应用126

4.5.1 水质点速度和加速度的计算126

4.5.2 线性波浪理论(Airy被理论)126

4.6 波浪力129

4.6.1 Morison方程129

4.6.2 应用Morison方程的有关问题133

4.6.3 建筑物与水的相互作用--(Morison方程的线性化)134

4.6.4 波浪力计算的问题135

4.6.6 波浪的反射136

4.6.5 大物体上的波浪力136

4.6.7 Stokes高阶波理论137

4.6.8 孤立(Solitary)波理论138

4.6.9 椭圆余弦(cnoidal)波理论140

4.6.10 由波谱计算波浪力140

4.6.11 用Morison方程计算质点速度和加速度表141

4.7 例151

4A 作用于灯塔上的波浪荷载151

第五章 流引起的振动157

5.1 围绕固定圆柱的流157

5.2 建筑物对于涡旋产生振动的反应161

5.3 涡旋产生振动的准则162

5.3.1 顺流向振动162

5.3.2 横向振动163

5.3.3 流速166

5.4 倾斜的影响166

5.5 涡旋诱导桩列的振动167

5.5.1 无联结的桩列167

5.5.2 联结的桩列168

5.5.3 流体动力学阻尼168

5.5.4 框架建筑物169

5.6 波浪作用时的涡旋脱离171

5.6.1 引言171

5.6.2 升力频率172

5.6.3 升力系数172

5.7.1 V/ND的控制175

5.7.2 质量和阻尼175

5.7 防止涡旋诱导振动的方法176

5.8 湍流引起的运动177

5.8.1 湍流177

5.7.3 器具和扰流器177

5.8.2 湎流引起的荷载179

5.9 超驰振动(Galloping)180

5.9.1 超驰振动的条件180

5.9.2 振动的振幅181

5.9.3 超驰振动的电缆182

5.10 控制闸的不稳定性183

5.10.1 设计中存在的问题及补救方法183

5.10.2 边界层的分离184

5A 受涡旋诱导的灯塔运动185

5.10.3 流对插板式闸门所诱导的力的性质185

5.11 例185

第六章 典型建筑物动反应的计算190

6.1 单根桩柱及一维结构物190

6.1.1 具有或没有末端质量的单桩190

6.1.2 顶端受约束的单桩192

6.1.3 顶端具有约束和质量的单桩194

例198

6A 悬臂桩199

6B 顶端具有约束和质量的单桩200

6.2.1 排架的二维运动202

6.2 排架和二维结构物202

6.2.2 排架的手算方法203

6.2.3 排架的计算机方法208

例208

6C 排架二维振动的手算法208

6D 用计算机计算的排架二维振动211

6E 排架二维振动的计算机方法和手算方法的比较212

6.2.4 排架的多维运动214

例216

6F 排架的多维运动216

6.3 墩桩、栈桥和其他的简单三维结构物217

6.3.1 三维频率分析的手算法218

6.3.2 与固有频率有关的有效质量223

6.3.3 频率分析的计算机方法224

例225

6G 三维频率分析225

6.4 大的三维建筑物的动力分析227

6.4.1 钢框架结构物的简化计算228

例232

6H232

6.4.2 钢的框架结构物--计算机分析的详述235

6.4.3 混凝土重力式结构物239

例239

6I 混凝土重力式平台对于波浪荷载的反应239

6.5 通用结构元件的固有频率247

7.1 疲劳分析的方法251

7.1.1 S·N曲线251

第七章 结构物振动的影响251

7.1.2 Goodman图252

7.1.3 Palmgren-Miner定律253

7.1.4 断裂力学253

7.2 钢结构物253

7.2.1 钢结构物的疲劳分析方法253

7.2.2 钢结构物初步设计的简化方法255

7.3 钢筋混凝土和预应力混凝土的疲劳分析256

7.4 人员活动对振动的影响256

8.2 设备259

第八章 应用模型实验确定动力荷载和结构物的反应259

8.1 引言259

8.3 动力荷载模拟的量纲分析262

8.4 动力相似，动力模型266

8.5 模型实验的类型267

8.5.1 滨海重力平台的波浪荷载271

8.5.2 波浪中的涡旋脱离272

8.5.3 栈桥引起的涡旋运动273

8.5.4 遮蔽堰(visor weir gate)水闸274

通用数据表278

参考文献280

语汇注释290