Python for Structural Analysis(1)

---Response Spectrum

對于結構地震分析而言，地震波的選擇非常重要。而地震波選擇的主要依據是地震波的頻譜特性，頻譜特性在實際應用中多以傅里葉譜（幅值譜、相位譜、功率譜等）及反應譜等來描述。傅里葉譜可以簡單地用Matlab中的fft()函數得到，但工程中使用更為廣泛的反應譜的計算則不是很方便，（用SeismoSignal可以很容易得到反應譜，但目前的版本只能算周期0~4s的反應譜；據說Midas也可以算但沒用過）。早就想自己DIY一個反應譜的小程序，但苦于編程水平太一般，擱置許久。近來因學習ABAQUS而認識了Python，感覺非常好用，第一個Python程序就先從反應譜開始吧。

其實原理很簡單，就是調用了Scipy.signal模塊的幾個函數，功能就是把同一文件夾下的地震波文件（時間-加速度）讀入生成反應譜并保存為文本。計算結果倒是準確，就是慢了點兒。我取了上海人工波和著名的El-centro波試算了一下，結果如下圖所示：

下面把代碼曬出來獻獻丑：

from glob import *

from scipy import *

from scipy.signal import *

from matplotlib.pyplot import *

for wf in glob('*.txt'):

dr = 0.05

eq = loadtxt(wf)

plot(eq[:,0],eq[:,1])

show() #繪制地震波

t0,t,dt = 0.01,6,0.05 #設定反應譜的周期范圍及間隔

T = arange(t0,t+dt,dt)

s=zeros(len(T))

w=2.*pi/T

num = (1.)

for i in range(0,len(w)):

den = (1.,2.*dr*w[i],w[i]*w[i])

SYS = (num, den)

t1, y, x = lsim(SYS,eq[:,1],eq[:,0])

s[i]=max(abs(y))

v=s*w #偽速度譜

a=v*w #偽加速度譜

X = zeros((len(T),4))

X[:,0]=T;X[:,1]=a;X[:,2]=v;X[:,3]=s

savetxt(wn.replace('.txt','.dat'), X, fmt='%4.4f', delimiter=' ')

plot(T,a) #繪制偽加速度譜

show()

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python结构_科学网—Python与结构分析(1)---反应谱 - 潘超的博文的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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