地震工程学反应谱和地震时程波的相互转化matlab编程Word格式文档下载.docx
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Displace=zeros(1,N);
%相对位移
Velocity=zeros(1,N);
%相对速度
AbsAcce=zeros(1,N);
%绝对加速度
Damp=0.02;
%阻尼比0.02
TA=0.0:
0.05:
6;
%TA=0.000001:
0.02:
%结构周期
Dt=0.005;
%地震记录的步长
%己录计算得到的反应,MaxD为某阻尼时最大相对位移,MaxV为某阻尼最大相对速度,MaxA某阻尼时最大
绝对加速度,用于画图
MaxD=zeros(3,length(TA));
MaxV=zeros(3,length(TA));
MaxA=zeros(3,length(TA));
t=1;
forT=0.0:
6
NatualFrequency=2*pi/T;
%结构自振频率
DampFrequency=NatualFrequency*sqrt(1-Damp*Damp);
%计算公式化简
e_t=exp(-Damp*NatualFrequency*Dt);
s=sin(DampFrequency*Dt);
c=cos(DampFrequency*Dt);
A=zeros(2,2);
A(1,1)=e_t*(s*Damp/sqrt(1-Damp*Damp)+c);
A(1,2)=e_t*s/DampFrequency;
A(2,1)=-NatualFrequency*e_t*s/sqrt(1-Damp*Damp);
A(2,2)=e_t*(-s*Damp/sqrt(1-Damp*Damp)+c);
d_f=(2*DampA2-1)/(NatualFrequencyA2*Dt);
d_3t=Damp/(NatualFrequencyA3*Dt);
B=zeros(2,2);
B(1,1)=e_t*((d_f+Damp/NatualFrequency)*s/DampFrequency+(2*d_3t+1/NatualFrequencyA2)*c)-2*d_3t;
B(1,2)=-e_t*(d_f*s/DampFrequency+2*d_3t*c)-1/NatualFrequencyA2+2*d_3t;
B(2,1)=e_t*((d_f+Damp/NatualFrequency)*(c-Damp/sqrt(1-DampA2)*s)-(2*d_3t+1/NatualFrequencyA2)*(DampFrequency*s+Damp*NatualFrequency*c))+1/(NatualFrequencyA2*Dt);
B(2,2)=e_t*(1/(NatualFrequencyA2*Dt)*c+s*Damp/(NatualFrequency*DampFrequency*Dt))-1/(NatualFrequencyA2*Dt);
fori=1:
(N-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
AbsAcce(i+1)=-2*Damp*NatualFrequency*Velocity(i+1)-NatualFrequencyA2*Displace(i+1);
end
MaxD(1,t)=max(abs(Displace));
MaxV(1,t)=max(abs(Velocity));
ifT==0.0
MaxA(1,t)=max(abs(Accelerate));
else
MaxA(1,t)=max(abs(AbsAcce));
%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
t=t+1;
End
closeall
figure%绘制地震记录图
plot(time(:
),Accelerate(:
))
title('
PEERSTRONGMOTIONDATABASERECORD'
)
xlabel('
time(s)'
ylabel('
acceleration(g)'
grid
figure%绘制位移反应谱
plot(TA,MaxD(1,:
),'
-.b'
TA,MaxD(2,:
-r'
TA,MaxD(3,:
:
k'
Displacement'
Tn(s)'
Displacement(m)'
legend('
Z=0.02'
Grid
figure%绘制速度反应谱
plot(TA,MaxV(1,:
TA,MaxV(2,:
TA,MaxV(3,:
)title('
Velocity'
velocity(m/s)'
figure%绘制绝对加速度反应谱
plot(TA,MaxA(1,:
TA,MaxA(2,:
TA,MaxA(3,:
AbsoluteAcceleration'
absoluteacceleration(m/sA2)'
3运行的结果得到的反应谱
OOM
QS^tiL4i,YHn£
mg15-l^gu■盒—H-aa
图2位移反应谱
RnlaJEE-
一"
UJ一ru'
q:
I
.4
图3速度反应谱
丄4
图4加速度反应谱
、反应谱生成地震波
1所取的反应谱为上海市设计反应谱
设计反血[普
图5上海市设计反应谱
2反应谱取值程序为:
%规范反应谱取值程序参照01年抗震规范
functionrs_z=r_s_1(pl,zn,ld,cd,fz)%%%pl圆频率,zn阻尼比,ld烈度,cd场地类型,场地分组fz
%%%%度选择
ifld==6
arfmax=0.11;
ifld==7
arfmax=0.23;
ifld==8
arfmax=0.45;
ifld==9
arfmax=0.90;
%%%%地类别,设计地震分组选择
ifcd==1
iffz==1
Tg=0.25;
iffz==2
Tg=0.30;
iffz==3
Tg=0.35;
ifcd==2
iffzE
Tguo.4c?
end=hfzs3
TgM0.45-
endendifoo-hhw
iffzMM」
TgM0.45-endiffzE
TgHO.55-end=hfzs3
Tg"
0.65_
endendifcdMM4
0.75_
=hfzs3
Tguo.9c?
%%%%%%%%%
ceis-Mzn-%%%%<
wm民
_2忒002+(005占毁5))00_
if3X0
-mMMO八
_mR5巴+(005占包5))二006+」.7*ceis-)_
if_mR5A0.55
-mR5M0.55八
sjzsMO.9+(oo5—ceis-)/(o.5+5*ceis-)八
%%%<
^^wT」T2T3
Tgl
T2MTF
T3=5*Tg;
T_jg=2*pi./pl;
%%%第一段0〜T1
ifT_jg<
=T1arf」g=0.45*arfmax+(lmt2*arfmax-0.45*arfmax)/0.1*T」g;
%%%第二段T1〜T2
ifT1<
T_jg&
T_jgv=T2
arf_jg=lmt2*arfmax;
%%%第三段T2~T3
ifT2<
T_jgv=T3
arf_jg=((Tg/T_jg)Asjzs)*lmt2*arfmax;
%%%第四段T3〜6.0
ifT3<
T_jgv=6.0
arf_jg=(lmt2*0.2Asjzs-lmt1*(T_jg-5*Tg))*arfmax;
%%%第五段6.0〜
if6.0<
T_jg
arf」g=(lmt2*0.2Asjzs-lmt1*(6.0-5*Tg))*aifmax;
%%%%反应谱值拟加速度值
rs_z=arf_jg*9.8;
3生成人造地震波主程序:
%%主程序%%%%
%%%确定需要控制的反应谱Sa(T)仃=T1,…,TM)的坐标点数M,反应谱控制容差rc
Tyz=[0.04:
0.016:
0.1,0.15:
3.0,3.2:
5.0];
rc=0.06;
nTyz=length(Tyz);
ceita=0.035;
%%%阻尼比:
0.035
nTyz
Syz(i)=r_s_1(2*pi/Tyz(i),ceita,8,2,1);
%%%%8度,2类场地,第1地震分组
%%%%%变换的频率差:
2*pi*0.005(可以保证长周期项5s附近有5项三角级数);
%%%频率变化范围N1=30,30*0.005*2*pi;
N2=3000,5000*0.005*2*pi
plc=2*pi*0.005;
pl=30*0.005*2*pi:
0.005*2*pi:
10000*0.005*2*pi;
npl=length(pl);
P=0.9;
%%%保证率
%%%%人造地震动持续时间40s,时间间隔:
0.02s
Td=40;
dt=0.02;
t=0:
40;
nt=length(t);
%%%%%衰减包络函数
t1=8;
%%%%t升段
t2=8+24;
%%%%平稳段;
下降段则为40-32=8s
c=0.6;
%%%瘵减段参数
nt
ift(i)v=t1
f(i)=(t(i)/t1F2;
ift(i)>
t1&
t(i)<
t2
f(i)=1;
=t2
f(i)=exp(-c*(