地震工程學(xué)-傅里葉變換-反應(yīng)譜計(jì)算

1、一、得到地震波數(shù)據(jù)1二、地虛波分析22.1 時(shí)程曲線繪制22.2 傅里葉譜的繪制32.3 反應(yīng)譜結(jié)果分析8參考文獻(xiàn)17附件說明17得到地震波數(shù)據(jù)訪問/網(wǎng)站,下載相應(yīng)的附錄說明文件，在這些文件中可以找到相關(guān)地震的信息，便于有效的規(guī)劃檢索詞，可以看到題目需要的地震波RSN編號(hào)為6,；TableB-2:ListofPEER-NGARecordsExcludedInPBMDDatabaseRecord$quncNumtotrEarthquiKtMmtYEARMOOYSutlerNamtEorWqgk。MagnitudeFaultTypClosest

2、Oiunc*ikfn)Prefsrrod“30”(W)FWfHV/indiettor-ReasonforxeiuionA1He*cfw)FADntana-0119361031CanortCoAcue600$3660noc2IKS1031HelenaredBdq60000(Mc3HimtotlBay1937OZOrFeme加CE5d0219a4rtiprdaivaiiry-Oi10380606ElCnlroArraye50035213c5KoOTncalWl19380912FeoxiaieCWvHaiiS.W3219abupcnalValleyQ2194005198CentroAmy696886

3、1213cHNorfMesICalMSkEd七Omia0Borrego10421021FcmdaeCy內(nèi)iElCentroAnay650ss40or213naac10FprwV3F319010124eiCnlroAnaye38ss213nac11ometiCatfO3106110OBcemd次CWyrmi680M210a13Kemcounty19520721PasoenaOTAiKnaem7.36RV12C415nac圖1.1查詢相應(yīng)的編號(hào)根據(jù)所查到的RSN編號(hào)直接檢索，如圖L2所示輸入RSN號(hào)即可檢索LoadSvnptaCtearinputVaiu”圖1.2檢索條件得到檢索結(jié)果下載即可得到所

4、需的地震波，如圖L3所示圖L3檢索結(jié)果具體地震波數(shù)據(jù)見附件1.二、地震波分析2.1時(shí)程曲線繪制根據(jù)得到的地震波數(shù)據(jù)，進(jìn)行MATLAB程序編制，繪制的到相應(yīng)的脛向地震、180度地震程曲線，270度地震的加速度時(shí)程曲線，分別為圖2.L1,2.12,2.L3.圖2.L1脛向地震加速度時(shí)程曲線圖2.1.2180度地震加速度時(shí)程曲線ZOO270,，20，3*IHCgtU-150，0圖2.13270度地震加速度時(shí)程曲線2.2傅里葉譜的繪制根據(jù)離散傅里葉的變換準(zhǔn)則可以得到Ak（k=o，.N/2）、Bk（k=l,.N/2T）,進(jìn)而計(jì)算得到相應(yīng)的參數(shù)r*A；+Bf；式2.1Bcp=acrtan（廣）；式2.2A

5、kf=亍式23Sk=TX或式2.4式中N=1024,T=10.24s;在具體計(jì)算時(shí)采用了MATLAB中的E函數(shù)，并且對(duì)參考文獻(xiàn)中1中的例題波進(jìn)行了試算得到了理想的結(jié)果；故可證明程序中所使用的算法是沒有問題的：得到的結(jié)果見下。10聯(lián)向地is波傅下葉咂值曲紈5101520253035404550圖221豎向地震波的傅里葉幅值曲線180年方向H原波他果葉樹慎曲陵5101520253035404550軟牢，Hz6040110080601。事Je6/W4lltt圖222180度地震波的傅里葉幅值曲線270年方向地/粒傅電葉忸值曲葭5101520253035404550械率，Hz0080601。？一&三西

6、親圖2.2.3270度地震波的傅里葉幅值曲線亞向地霞波博里葉用位曲線5101525初率/Hz35404550圖224豎向地建波的傅里葉相位曲線圖2.2.5180度地震波的傅里葉相位曲線圖2.2.6270度地震波的傅里葉相位曲線S.ee/Lge*af也向地震液功率謂此生5101520253035404550戮率，Hz圖2.2.7啜向地震波的功率譜曲線180原方向地震波功率肅曲段5101520253035404550ffWHzI冬I2.2.8180度地震波的功率譜曲線270度方向地震速功率由曲線1600F，6/修金400200-|1|II-|卜I珅05101520253035404550教率/Hz

7、圖2.2.9270度地震波的功率譜曲線2.3反應(yīng)譜結(jié)果分析根據(jù)地震波是可以求得相應(yīng)的不同周期的單自由度體系的各種反應(yīng)譜的，這包括：位移反應(yīng)譜,速度反應(yīng)譜，準(zhǔn)速度反應(yīng)譜，加速度反應(yīng)譜，絕對(duì)加速度反應(yīng)譜，具體的原理是根據(jù)杜哈梅積分對(duì)單自由度進(jìn)行積分獲得，相應(yīng)的公式如下口x(t)=|一機(jī)/：晨工把一3(1)更成。d(t-r)dr|式2.5x(t)=|/：Q(T)e3(Dco43d(t-T)+a)dT|式2.6式2.7max32什x(t)=-IQ(T)eW，)sin(3d(tt)+2a)dr3dJo其中，3d=34廠外，式中為阻尼比，在本題中分別取為o和0.05。此處對(duì)MATLAB計(jì)算程序的相應(yīng)算法進(jìn)

8、行說明，在實(shí)際計(jì)算反應(yīng)譜時(shí)使用的是復(fù)合的辛普森積分公式qf=J(/()+427(%.+i)+227()+/(b)式2.8因此在計(jì)算中是根據(jù)t=0.02進(jìn)行數(shù)值積分運(yùn)算的，這樣選擇的理由有二，1.辛普森公式具有高階的精度，2由于時(shí)間間隔較小是可以捕捉到最大值的，不至于引起太大誤差乂可以減小計(jì)算量，大大較少程序運(yùn)行時(shí)間。同時(shí)在計(jì)算中結(jié)構(gòu)的角速度的取值參照了振型分解的反應(yīng)譜法中的取值取了相8/17應(yīng)的值為3=2*pi/linspace(0.2,659);,具體源代碼見附件F面即為相應(yīng)的反應(yīng)譜結(jié)果:也向地裳波位.槨殳應(yīng)詣12108642O5碎年圖231豎向地震波位移反應(yīng)譜醛向地雇波速度反應(yīng)諳周期T/s

9、圖232豎向地震波速度反應(yīng)譜股向地說波潮拽夜反應(yīng)謂S/UD/WAIJWT/S圖233豎向地震波準(zhǔn)速度反應(yīng)譜會(huì)向他5S波tn途區(qū)反的港1EIT/S圖234展向地震波加速度反應(yīng)譜號(hào)向地表波絕對(duì)加速哽反應(yīng)諳3重17s圖235豎向地震波絕對(duì)加速度反應(yīng)譜180班方向地震法稱反應(yīng)清005fflWIT/t圖2.36180度震波位移反應(yīng)譜1&）度方向地震波通度反應(yīng)港1023456周期T/s圖2.3.8180地震波速度反應(yīng)譜圖239180地震波冷速發(fā)反應(yīng)譜180度方向地質(zhì)波址遑及反應(yīng)語2500-可.I一.m前17s圖2.3.9180地震波加速度反應(yīng)譜180度方向地爬波諭CQ速反改而語圖2.3.10180地震波絕對(duì)加速度反應(yīng)譜270度方向地瓏液QfX反應(yīng)請圖2.3.11270地震波位移反應(yīng)譜圖2.3.12270地震波速度反應(yīng)譜180270度方向地跟波庫拒應(yīng)反應(yīng)iff圖2.3.13270地震波準(zhǔn)速度反應(yīng)譜2701ft方向胤*iUD建反反應(yīng)電嗎算117s圖2.3.14270地震波加速度反應(yīng)譜270聞方向地爬波諭對(duì)如迎電反