matlab計算單自由度的地震反應(yīng)的程序

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 采用EL-CENTRO地震波計算單自由體系的振動位移反應(yīng)譜前言：本課程論文采用軟件是MATLAB R2010a，所編程序應(yīng)用的方法是線性加速度法。程序采用的是兩層循環(huán)上實(shí)現(xiàn)位移譜的求取。內(nèi)循環(huán)實(shí)現(xiàn)在地震波下由上一步所得到的位移、速度和加速度得到下一時間間隔后的位移速度和加速度；外循環(huán)實(shí)現(xiàn)在不同結(jié)構(gòu)自振周期（頻率）下遭遇地震波的響應(yīng)。本文在求出相對位移反應(yīng)譜的同時，也求出了相對速度反應(yīng)譜、絕對加速度反應(yīng)譜。1 線性加速度法的簡述：線性加速度法是直接數(shù)值積分法求解地震反應(yīng)的方法之一，本文所采用的線性加速度法參考大崎順彥的地震動的譜分析入門第二版。具體計算公式詳見大崎順彥

2、的地震動的譜分析入門第二版P116-P118。2 所編程序及編譯：clear% *讀入地震記錄*fid = fopen('ei.txt');Accelerate,count = fscanf(fid,'%g'); %count 讀入的記錄的量time=0:0.02:(count-1)*0.02;% *線性加速度法計算各反應(yīng)*%初始化各儲存向量Displace=zeros(1,count); %相對位移Velocity=zeros(1,count); %相對速度AbsAcce=zeros(1,count);%絕對加速度Damp=0.05; %結(jié)構(gòu)阻尼比取為0.05

3、Tc=0.0:0.05:10; %結(jié)構(gòu)自振周期Dt=0.02; %地震記錄的步長%記錄計算得到的反應(yīng)，MDis為最大相對位移，MVel為最大相對速度%MAcc某阻尼時最大絕對加速度，用于畫圖MDis=zeros(1,length(Tc);MVel=zeros(1,length(Tc);MAcc=zeros(1,length(Tc); t=1; %在下一個循環(huán)中控制不同的結(jié)構(gòu)自振周期 for T=0.0:0.05:10 Frcy=2*pi/T ; %結(jié)構(gòu)自振頻率DamFrcy=Frcy*sqrt(1-Damp*Damp);%計算公式化簡 e_t=exp(-Damp*Frcy*Dt);s=sin(

4、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*Damp2-1)/(Frcy2*Dt); %計算公式化簡d_3t=Damp/(Frcy3*Dt);B=zeros(2,2);B(1,1)=e_t*(d_f+Damp/Frcy)*s/DamFrcy+(2*d_3t

5、+1/Frcy2)*c)-2*d_3t;B(1,2)=-e_t*(d_f*s/DamFrcy+2*d_3t*c)-1/Frcy2+2*d_3t;B(2,1)=-e_t*(Damp/(Frcy*Dt)+1)*s/DamFrcy)+(1/(Frcy2*Dt)*c)+1/(Frcy2*Dt);B(2,2)=e_t*(Damp/(Frcy*Dt)*s/DamFrcy)+(1/(Frcy2*Dt)*c)-1/(Frcy2*Dt); for i=1:(count-1) %根據(jù)地震記錄,計算不同的反應(yīng) Displace(i+1)=A(1,1)*Displace(i)+A(1,2)*Velocity(i)+B

6、(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)-Frcy2*Displace(i+1);endMDis(1,t)=max(abs(Displace); MVel(1,t)=max(abs(Velocity);if T=0.0 MAcc(1,t)=max(abs(Accelerate);

7、 %當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期為0時，其絕對加速度應(yīng)等于地面加速度else MAcc(1,t)=max(abs(AbsAcce);endDisplace=zeros(1,count);%初始化各儲存向量避免下次計算時引用到前面結(jié)果Velocity=zeros(1,count);AbsAcce=zeros(1,count);t=t+1; %t=length(Tc)，即所求結(jié)構(gòu)自振周期有多少個，對應(yīng)就運(yùn)行多少次。 end% *繪圖*figure %繪制位移反應(yīng)譜 plot(Tc,MDis)title('DisplacementResponseSpectrum')xlabel('Tn(

8、s)')ylabel('Displacement(m)')legend('=0.05')gridfigure %繪制速度反應(yīng)譜 plot(Tc,MVel)title('VelocityResponseSpectrum')xlabel('Tn(s)')ylabel('Velocity(m)')legend('=0.05')gridfigure %繪制速度反應(yīng)譜 plot(Tc,MAcc)title('absAccelerateResponseSpectrum')xlabel(&

9、#39;Tn(s)')ylabel('absAccelerate(m)')legend('=0.05')grid三地震反應(yīng)譜：1.相對位移反應(yīng)譜（DisplacementResponseSpectrum）2. 相對速度反應(yīng)譜（VelocityResponseSpectrum）3. 絕對加速度反應(yīng)譜（absAccelerateResponseSpectrum）4 Matlab操作截圖：（在m文件編輯器中編寫程序，在commad windows檢錯并運(yùn)行）M文件編輯器編寫程序：Command windows窗口檢錯并運(yùn)行5、 參考文獻(xiàn)1大崎順彥 地震動的譜分析入門 第二版 地震出版社，2008.2R.克拉夫 J.彭津.結(jié)構(gòu)動力學(xué)M.