地震工程作業(yè)

1、作業(yè)1繪制1940 El Centro, NS分量地震動的絕對加速度、相對速度和相對位移反應譜。地震動：在PEER Ground Motion Database自行下載經(jīng)典的1940 ElCentro, N-S分量。要求：在此模板內(nèi)完成,A4紙打印。自編程序與軟件（Bispcc或Seismosigg等）訃算反應譜進行對比。提交自編寫程序。Matlab 程序:clearfid = *opcn('E:EarthquakcEI ccntroJxt')；AccclcrQtc,count = fscanf(fid/%g'); %coun+ 讀入的記錄的量AccclcrQte=9-

2、8*AccclcrQtc'%單位統(tǒng)一為m和stimc=0：0-02：(coun+-l)*0.02;%單位sDisp lacc=zcros(l ,count);%相對位移Vclocity32cros(l,coun+);%相對速度AbsAcce=2cros(l,count);%絕對加速度DampA=0g002Q05;%三個阻尼比TA=Q0：Q02：4;%TA=0.000001：0.02：4;結(jié)構(gòu)周期Dt=0.02;%地雀記錄的步長5%記錄il算得到的反應，MDis為某阻尼時最大相對位移%MVeI為某阻尼時最大相對速度，MAcc某阻尼時最大絕對加速度MDis=zeros(3Jcng+h(TA

3、);MVcb2eros(3jcngth(TA);MAcc=2cros(3jcngth(TA);for bampz0.00,0.05,0.1for T=00：002：4Frcy=2*pi/T;DamFrcy= Frcy*sqrt(l-Oomp*Damp);c_t=cxp(-DQmp*Frcy*Dt);s=sin(bamFrcy*C>t);c=cos(DamFrcy*C>t);A=zcros(2,2);A(l,l)=e_+*(s*Dam p/sqrt(lDamp 穴 Dam p)*c);A(l,2)=c_t*s/0amFrcy;A(2,l)=-Frcy*c_+*s/sqr+(l-Dam

4、p*Oomp);A(2,2)=e_t*(-s*C)am p/sqM(lDamp 賓 Dam p)*c);d_f=(2*C>amp"2-l)/(Frcy"2*Ot);d_3t=Da mp/(Frcy"3*Ot);B=zcros(2,2);B(14)=c_t*(d_f+C>amp/Frcy)*s/bamFrcy+(2*d_3t+l/Frcy2)*c)-2*d_3t;B(l,2)：-e_+*(d_f*s/DamFrcy+2*d_3+*c)-l/Frcy"2+2*d_3+;B(24)=c_t*(d_f+bamp/Frcy)*(c-Dam p/sqrH

5、lDamp 八 2)V)(2*d_3lM4/Frey"2)*(0amFrcy*s+Damp*Frcy*c)+l/(Frcy2*bt);B(2,2)=c_t*(l/(Frcy"2*bt)*c+s*bam p/(Frcy 六 DamFrcyPt)l/(FrcyA2寰 Dt);for i=l;(coun+-l)C)isplQce(i+l)=A(l,l)*C>isplace(i)+A(l,2)*Veloci+y(i)+B(l,l)*Accelerotc(i)+B(l, 2)*Accclerotc(i+1);Vclocity(i+l)=A(2,l)*C>isplace(i

6、)+A(2,2)*VcIocity(i)+B(2,l)*Acccleratc(i)+B( 2,2尸Accclcrotc(i+1);AbsAccc(i+l)=-2*bamp*Frcy*Vclocity(i+l)-Frcy2*C>isplace(i+l);endMbis(j,t)=max(abs(Dis place);MVcl(j ,+)=max(Qbs( Velocity);if T=0.0AAAcc(j,t)=mQx(Qbs(Acccleratc);elseMAcc(j,+)=mox(obs(AbsAccc);endDisp lQCC=2cros(l,count);Vclocity=zc

7、ros(l,count);AbsAccc=2cros(l,coun+);endj=j4endclose allfigure%繪制位移反應譜plot(TA,MDis(l/)/-bTA.MOis(2,：)/-rTA,Mbis(3/)/：k")titleC Displacement')xlabcl(Tn(s)') ylabcIC C>isplQCcmcnt(m)')legend(Z=0T7002Tl=005Jgridfigure%繪制速度反應譜P lot(TA,MVcl(lj)/-bTA.MVcl(2;)；-rTA,MVcl(3/)/：k') titl

8、c('Vclocity')xlabcl('Tn(s)')ylabelCveloci+y(m/s)')legend(Z=0T7002Tl=005Jgridfigure%繪制絕對加速度反應譜p lot(TA,MAcc(l/)>bTA,MAcc(2/)；-rTA,MAcc(3,：)/：k")titlc('Absolute Acceleration')xlabcl(-Tn(s)')ylabelCobsolute accclcrotion(m/s'2)')legMd(W0T7002TE05)gridrtl此得

9、到下圖反應譜與由Scismosigna得到的反應譜作出比較相對位移反應譜（上）與Scismosigna計算相對位移反應譜（下）的比較OlsplacomontTn<s>- - - -O 0506060506050 65544332211I esuods上相對速度反應譜（上）與Seismosigna計算相對速度反應譜（下）的比較Velocity7ooooooooooooo ;卸 86420864209P9riod $x絕對加速度反應譜（左圖）與SeisEosigna計算絕對加反應譜（右圖）比較Absolute Accolerition35305 0 5 02 2 11%一書 _

10、7;23ealnlosqe皿I / V "<=O 5=0.02 5=0.05。00.51 .5252332Period sec3.543 5 2 5 1 5 2 10 伉 uodsM作業(yè)2、使用中心差分方法和Newmark方法分別計算下面單自山度結(jié)構(gòu)的地震反 應。題：考慮下面的具有2個自山度的一個簡單系統(tǒng)，分析時間步長At=028scc 的1W況，求每時刻的加速度、速度、位移-2 Ut4宓010 *2 0 U0Uu = o求:Time Ar 21r31/ 4Af5 Ar要 求：在此模板內(nèi)完成，A4紙打印。MATLAB 程序:clear%求自振圓頻率與振型m=2 0;0 1;如6

11、 2;2 4;v,d=cig(inv(m)*k);w=sqrt(d);failzv：4)yv(lj);foi2xv(：,2)yv(t2);mm=foi'*m*foi;kk=fai-*k*fai; %等效質(zhì)量矩陣及等效剛度矩陣P 0=0;10;%中心差分法sO=O;O;uO=O;O;%初速度及初位移均為0%以下過程均采用q、ql、q2的形式分別表示位移、速度、加速度qO=fai六 m*sO/(*ail5m 呼ail);fai2Fm 賓 sO/(fai2'穴 m吋 ai2);q01=failFmm0/(failFm節(jié)ail);fai2bmmO/(*ai2'六 m 節(jié)ai2)

12、;PO=fai'*pO;qO2=mm"（-l）*（PO-kk*qO）;t=0-2 &q（：4）=qO-+*qOl+t"2*qO2/2;%q（：4）表示qh即初始時刻前一時刻的位移q（：,2）=0;0;%q（：,2）表示初始時刻的位移Kh=mm/（十八 2）;Q=mm/（+2）;b=kk-2*mm/（t"2）;P卄aipO;for i=2：7;Ph（:j）=P-a*q（：J-l）-b*q（:j）;ql（：J）x（q（:j>lH（：J-l）/（2*+）;q2（：）=（q（:"l）2y（：Hq（：,il）/（廣 2）;endul=fai*

13、ql;u2=fai*q2;for 1=1:6U2（：J）zu2（：j+l）;endU1U2%Ncwmark法（采用線加速度法）gamma=l/2;11bcta=l/6;Khl=l<k+mm/（bctQ*+2）;bl=mm/（2*bctQ）;dctaP=O 0 0 0 0;0 0 0 0 0;ql（：4）=0;0;ql2（：J）=qO2;for 1=1:5dctaPh（：J）3dc+aP（: j+al*qll（：J）+bl*ql2（：j）;detaq（：J）= Khl '（-l）*detaPh（: J）;dctaql（：j）=gQmma*dctaq（: J）/（bcta*t）-ga

14、mmo*qll（： j）/beto+t*（l-gamma/（2*bcta）*qldctaq2（：j）=dctQq（: j）/（bcta*t'2）-qll（：J）/（bctQ*t）-ql2（：J）/（2*bcta）;ql（：J+l）=ql（：j）+dctaq（：J）;qll（；j+l）=qll（：J）+dctaql（：J）;ql2（： j+l）=ql2（：J）+dctaq2（：j）;endv=foi*ql;vl=fai*qll;v2=fai*ql2;for 1=1:6V2（：j）=v2（：j）;endVI表1中心差分法TimeO28s0.56s0.84sri2s1.40s位移00-030

15、70.16750.48711-0170(m)0.39201-44512-83384.14415.0152速度0.05490.29920.81491.51692.1675(m/s)2.58054.36034.81973.89541.9873加速度0.39201.35292.33122.68281.9642(m/s"2)&43204028121.00015.6028.02628表 2 Newmark 法TimeO28s0.56s0.84sri2s1.40s位移0.00470-04440.18260.48500.9780(m)0.37261.38092.73174.04474.97

16、44速度0.05020.27510.75551.42382.0720(m/s)2.59264.42444.98504.17712.3360加速度0.35861.24762.18392.58962-0403(m/s 八 2)8.518845654-0-56155.2087.94168作業(yè)3、如圖1所示一 3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)FR3.各層層高均為42m。設(shè)計荷載:樓面恒荷5OkN/m2.樓而活荷載2.0 kN/m ,屋而恒荷載5.0 kN/mJ屋而活荷載2.0kN/rnS結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和配筋見表h該結(jié)構(gòu)遭受一地菸動作用。使用非線性靜力分析方法或時程分析方法求取該地震動作用下此結(jié)構(gòu)（圖1右圖FR3A

17、軸平面梔架。不考農(nóng)樓板貢獻。的頂點最大側(cè)向位移值（參考使用的軟件J OpcnSccs Abaqus、Ansys 5ap2000.Idarc等。（20分左右）地夜動：1940 EI Centro. NS分量。要求：在此模板內(nèi)完成，A4紙打印。表10框架結(jié)構(gòu)柱的截面尺寸及配筋材料尺寸（mm）mmX主筋面積（mm2）/箍筋結(jié)構(gòu)編號混凝土鋼筋（主筋）邊柱中柱邊柱中柱F1HRB4004001608/e1608/R3*3層C30400X400X4008© 1004>8100表lb框架結(jié)構(gòu)梁的截而尺寸及配筋結(jié)構(gòu)編號材料尺寸（寬X 高）（mmXmm）主筋而積（mm2）/箍筋混凝土鋼筋（主筋）邊跨中跨跨中支座跨中支座FR31"3層C30HRB400250X500942/(1>82001140/e8100942/e82001140/ <|>8100£ BC OMW15TABLE：ointext單位J m表3 SAP2OOO輸出的框架關(guān)鍵點位移表Joint Dis