基于MATLAB的地震反應譜計算方法的比較.pdf

1、地震反應譜是進行結構抗震分析與設計的重要工具,反應譜的計算在反應譜法和時域逐步積分方法中有重要地位,引起了學者的重視和廣泛研究。而對計算方法優(yōu)劣的評定常取決于其計算的耗時、穩(wěn)定性和精度等因素。目前,計算反應譜的方法有很多,以往常規(guī)方法主要有中心差分法、Newmark-β法、線性加速度法及Wilson-θ法等,這些方法雖然存在一些弊端,但是其計算精度能夠滿足一般實際工程計算的需要,仍被廣泛應用于工程實踐。因此有必要對這些方法進行深入的比較

2、和探討。
　　目前,我國現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范中對阻尼比規(guī)定:混凝土結構通常取0.05,鋼結構通常取0.02,阻尼比均比較小,因此利用擬反應譜是可靠的。然而,隨著高層和超高層的出現(xiàn),建筑新形式、新材料的使用、隔震、減震耗能機構的研究以及抗震減災新要求的不斷提出,傳統(tǒng)理論也越來越不能適應新要求,使用擬反應譜可能帶來較大誤差,這應當引起我們的注意。
　　同時,通過反應譜理論分析得到:當周期超過3s以后,結構地震反應已不是由地面加速

3、度控制,而可能是由速度甚至是位移控制。然而,現(xiàn)代的超大跨、超高層和巨型結構的自振周期大都達到了10s以上，如果仍然采用加速度譜來對其進行分析將不合適。我們應當采用能更好反應三個周期段的反應譜來對長周期結構進行分析,而三聯(lián)反應譜就具有這一特點,它是將位移、速度以及加速度聯(lián)合反應譜同時表示在一張圖上的四坐標對數(shù)圖,能夠使我們更直接地掌握上述三種物理量與結構自振周期之間的控制關系。因此,采用MATLAB的GUI編程三聯(lián)反應譜圖形界面,并將其應

4、用于工程實踐,將是一項很有意義的工作。
　　論文基于以上內(nèi)容,主要進行了以下具體工作:
　　1.基于數(shù)值算法的相關研究及應用現(xiàn)狀,本文以MATLAB為平臺,建立數(shù)值算法在不同影響因素下的三維圖形,并結合理論對比分析。通過算例進一步分析驗證,得出不同數(shù)值算法在實際計算中的表現(xiàn),為工程實際計算中選取哪種積分算法更為合適提供參考。
　　2.通過MATLAB軟件分析驗證另一類增量形式的Wilson-θ法和傳統(tǒng)的Wilson-θ