Structural Dynamics

Die Vorgehensweise zur Berechnung der Strukturantwort unter dynamischen Lasten hängt von der Charakteristik der Belastung ab. In der Vorlesung wird zunächst an einfachen Systemen die Berechnung der dynamischen Antwort für verschiedene Lastcharakteristika erlernt. Es werden allgemeine periodische Lasten (wie Lasten aus rotierenden Maschinen), nichtperiodische (transiente) Lasten (wie stoßartige Belastung) oder regellose, stochastische Belastungen (wie Wind, Erschütterungen) und die zugehörigen Verfahren zur Berechnung der Systemantwort vorgestellt. Die erläuterten Verfahren werden unter Verwendung sehr leistungsfähiger Ansätze (modale Superposition) auf komplexe Gebäudestrukturen übertragen. Ziel ist eine gute Kenntnis der Verfahren zur Berechnung freier und erzwungener Schwingungen unserer Systeme im Bauwesen (Balken, Platten, Rahmen) über äquivalente Mehrmassensysteme (wie sie in Ingenieuransätzen bzw. in der Finite-Elemente Methode verwendet werden). Die Studierenden lernen, Impedanzansätze anzuwenden, um die Antwort eines Systems auf eine dynamische Belastung zu berechnen.

Inhaltsübersicht: - Überblick über Aufgaben und Methoden - Festlegung der Kenngrößen dynamischer Systeme - Beschreibung von harmonischen Schwingungen über komplexe Zahlen - Fouriertransformation mit komplexen Zahlen - Aufstellung der Bewegungsgleichung für Einfreiheitsgradsysteme (SDOF) - Aufstellung der Bewegungsgleichung für Mehrfreiheitsgradsysteme (MDOF) - Eigenschwingungen - Klassifizierung der Einwirkungen - Impedanzen und Wellenzahlimpedanzen - Bewegungsgleichungen für kontinuierliche Systeme - Modellieren und Berechnen - Stochastische Schwingungen - Dynamische Berechnung von Rahmensystemen - Näherungsverfahren zur Ermittlung von Eigenfrequenzen und Eigenschwingungen