MATLAB程序精确法求解反应谱

精品文档 1欢迎下载 MATLAB 程序精确法求解反应谱 2008 04 06 本文程序仅供参考 请勿直接抄 袭 2010 01 21 09 52 P M 1 1 反应谱的概念反应谱的概念 反应谱是在反应谱是在 19321932 年由年由 M A BiotM A Biot 引入的 它是用来描述地面运动及其对结构的效应的一引入的 它是用来描述地面运动及其对结构的效应的一 种实用工具 现在 反应谱作为地震工程的核心概念 提供了一种方便的手段概括所有可能的种实用工具 现在 反应谱作为地震工程的核心概念 提供了一种方便的手段概括所有可能的 线性单自由度体系对地面运动的某个特定分量的峰值反应 它还提供了一种实用的方法 将结线性单自由度体系对地面运动的某个特定分量的峰值反应 它还提供了一种实用的方法 将结 构动力学的知识应用于结构的设计以及建筑规范中侧向力条文的制定 构动力学的知识应用于结构的设计以及建筑规范中侧向力条文的制定 某个反应量的峰值作为体系的固有振动周期某个反应量的峰值作为体系的固有振动周期 Tn Tn 或者循环频率 或者循环频率 fnfn 那样的相关参数的 那样的相关参数的 函数图形 称为该反应量的反应谱 每一个这样的图形针对的是有一个具有固定阻尼比的单自函数图形 称为该反应量的反应谱 每一个这样的图形针对的是有一个具有固定阻尼比的单自 由度体系 多个具有不同阻尼比的这类图形联合起来就能覆盖实际结构中遇到的阻尼值范围 由度体系 多个具有不同阻尼比的这类图形联合起来就能覆盖实际结构中遇到的阻尼值范围 2 2 反应谱的计算反应谱的计算 2 12 1 反应谱数值计算方法反应谱数值计算方法 计算反应谱的方法有很多 又卷积计算法 傅立叶变换法 线性加速度法 中点加速度计算反应谱的方法有很多 又卷积计算法 傅立叶变换法 线性加速度法 中点加速度 法 精确法等 法 精确法等 2 22 2 精确法精确法 本文中采用精确法做计算 该方法是本文中采用精确法做计算 该方法是 N C NigamN C Nigam 和和 P C JenningsP C Jennings 于于 19691969 年提出的 此年提出的 此 法的出发点是把地面运动的加速度记录相邻点间的值用分段线性差值表示 从而获得地面运动法的出发点是把地面运动的加速度记录相邻点间的值用分段线性差值表示 从而获得地面运动 的连续表达式 基于方程本身基础上进行 得到的结果全部采用精确的分析方法 没有任何的的连续表达式 基于方程本身基础上进行 得到的结果全部采用精确的分析方法 没有任何的 舍入误差 也不会产生任何的截断误差 所谓精确法就是指在这个意义上式精确的而然 正因舍入误差 也不会产生任何的截断误差 所谓精确法就是指在这个意义上式精确的而然 正因 为这种方法不会引起数值计算的误差 所以它有较高的精度 只要进行较少的运算就可以达到为这种方法不会引起数值计算的误差 所以它有较高的精度 只要进行较少的运算就可以达到 采用其他方法需要较多次运算才能达到的精度 采用其他方法需要较多次运算才能达到的精度 由于在由于在 sohusohu 博客上的文章发表后 陆续有问参考文献的邮件 因此将参考文献博客上的文章发表后 陆续有问参考文献的邮件 因此将参考文献 pdfpdf 版放上来版放上来 供大家学习 参考 请勿用于商业目的 下载链接见供大家学习 参考 请勿用于商业目的 下载链接见 地震动的谱分析入门地震动的谱分析入门 强震观测与分析原理 ResponSespectrumProgram 精确法求解 反应谱 精确法 程序 Begin With matlab6 5 clear 读入地震记录 fid fopen CHI010 txt Accelerate count fscanf fid g count 读入的记录的量 Accelerate 9 8 Accelerate 单位统一为 m 和 s 精品文档 2欢迎下载 time 0 0 005 count 1 0 005 单位 s 精确法计算各反应 初始化各储存向量 Displace zeros 1 count 相对位移 Velocity zeros 1 count 相对速度 AbsAcce zeros 1 count 绝对加速度 A B 矩阵 DampA 0 0 05 0 1 三个阻尼比 TA 0 0 0 05 6 TA 0 000001 0 02 6 结构周期 Dt 0 005 地震记录的步长 记录计算得到的反应 MDis 为某阻尼时最大相对位移 MVel 为某阻尼 时最大相对速度 MAcc 某阻尼时最大绝对加速度 用于画图 MDis zeros 3 length TA MVel zeros 3 length TA MAcc zeros 3 length TA j 1 在下一个循环中控制不同的阻尼比 for Damp 0 0 05 0 1 t 1 在下一个循环中控制不同的结构自振周期 for T 0 0 0 05 6 Frcy 2 pi T 结构自振频率 DamFrcy Frcy sqrt 1 Damp Damp 计算公式化简 e t exp Damp Frcy Dt s sin DamFrcy Dt c cos DamFrcy Dt A zeros 2 2 A 1 1 e t s Damp sqrt 1 Damp Damp c A 1 2 e t s DamFrcy A 2 1 Frcy e t s sqrt 1 Damp Damp A 2 2 e t s Damp sqrt 1 Damp Damp c d f 2 Damp 2 1 Frcy 2 Dt 计算公式化简 d 3t Damp Frcy 3 Dt B zeros 2 2 B 1 1 e t d f Damp Frcy s DamFrcy 2 d 3t 1 Frcy 2 c 2 d 3t B 1 2 e t d f s DamFrcy 2 d 3t c 1 Frcy 2 2 d 3t B 2 1 e t d f Damp Frcy c Damp sqrt 1 Damp 2 s 2 d 3t 1 Frcy 2 DamFrcy s Damp Frcy c 1 Frcy 2 Dt B 2 2 e t 1 Frcy 2 Dt c s Damp Frcy DamFrcy Dt 精品文档 3欢迎下载 1 Frcy 2 Dt for i 1 count 1 根据地震记录 计算不同的反应 Displace i 1 A 1 1 Displace i A 1 2 Velocity i B 1 1 Accelerate i B 1 2 Accelerate i 1 Velocity i 1 A 2 1 Displace i A 2 2 Velocity i B 2 1 Accelerate i B 2 2 Accelerate i 1 AbsAcce i 1 2 Damp Frcy Velocity i 1 Frcy 2 Displace i 1 end MDis j t max abs Displace MVel j t max abs Velocity if T 0 0 MAcc j t max abs Accelerate else MAcc j t max abs AbsAcce end Displace zeros 1 count 初始化各储存向量 避免下次不同周期计 算时引用到前一个周期的结果 Velocity zeros 1 count AbsAcce zeros 1 count t t 1 end j j 1 end PLOT close all figure 绘制地震记录图 plot time Accelerate title PEER STRONG MOTION DATABASE RECORD CHI010 xlabel time s ylabel acceleration g grid figure 绘制位移反应谱 plot TA MDis 1 b TA MDis 2 r TA MDis 3 k title Displacement xlabel Tn s 精品文档 4欢迎下载 ylabel Displacement m legend 0 0 05 0 1 grid figure 绘制速度反应谱 plot TA MVel 1 b TA MVel 2 r TA MVel 3 k title Velocity xlabel Tn s ylabel velocity m s legend 0 0 05 0 1 grid figure 绘制绝对加速度反应谱 plot TA MAcc 1 b TA MAcc 2 r TA MAcc 3 k title Absolute Acceleration xlabel Tn s ylabel absolute acceleration m s 2 legend 0 0 05 0 1 grid figure 绘制标准加速度反应谱 M max abs Accelerate 地震记录最大值 plot TA MAcc 1 M b TA MAcc 2 M r TA MAcc 3 M k title Nor