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La norma ASCE 7-22 [1], secc. 12.9.1.6 especifica cuándo se deben considerar los efectos P-delta al ejecutar un análisis de espectro de respuesta modal para el cálculo sísmico. En el NBC 2020 [2], Enviado. 4.1.8.3.8.c proporciona solo un breve requisito de que se deben considerar los efectos de balanceo debidos a la interacción de las cargas de gravedad con la estructura deformada. Por lo tanto, puede haber situaciones en las que se deban considerar los efectos de segundo orden, también conocidos como P-delta, al realizar un análisis sísmico.
NBC 2020 Análisis del espectro de respuesta modal y consideraciones de cortante en la base en RFEM 6
El artículo 4.1.8.7 del Código Nacional de Construcción de Canadá (NBC) de 2020 proporciona un procedimiento claro para los métodos de análisis sísmico. El método más avanzado, el Procedimiento de análisis dinámico en el Artículo 4.1.8.12, se debe utilizar para todos los tipos de estructuras, excepto aquellas que cumplen los criterios establecidos en 4.1.8.7. El método más simplista, el Procedimiento de la fuerza estática equivalente (ESFP) en el artículo 4.1.8.11, se puede utilizar para todas las demás estructuras.
Tanto la determinación de las vibraciones naturales como el análisis del espectro de respuesta se realizan siempre en un sistema lineal. Si hay comportamientos no lineales en el sistema, se linealizan y, por lo tanto, no se tienen en cuenta. Estos pueden ser barras traccionadas, apoyos no lineales o articulaciones no lineales, por ejemplo. Este artículo muestra cómo puede tratarlos en un análisis dinámico.
El análisis del espectro de respuesta es uno de los métodos de diseño más utilizados en el caso de un terremoto. Este método tiene muchas ventajas. El más importante es probablemente la simplificación: Simplifica la complejidad de los terremotos hasta el punto de que el diseño se puede realizar con un esfuerzo razonable. La desventaja de este método es que se pierde mucha información debido a esta simplificación. Una forma de reducir esta desventaja es usar la combinación lineal equivalente en la combinación de las respuestas modales. Esto se explicará en detalle en este artículo con un ejemplo.
El complemento "Análisis modal" en RFEM 6 le permite realizar análisis modales de sistemas estructurales, determinando así los valores de vibración natural tales como frecuencias naturales, deformadas de los modos, masas modales y factores de masa modales eficaz. Estos resultados se pueden usar para el cálculo de vibraciones, así como para análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
El análisis modal es el punto de partida para el análisis dinámico de sistemas estructurales. Se puede usar para determinar valores de vibración natural como frecuencias naturales, deformadas de modos, masas modales y coeficientes de masa modales eficaces. Este resultado se puede usar para el diseño de vibraciones y se puede usar para análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
En RFEM 6, el análisis sísmico se puede realizar utilizando los complementos Análisis modal y Análisis del espectro de respuesta. Una vez realizado el análisis espectral, el complemento Modelo de edificio se puede usar para mostrar las acciones de pisos, los desplomes entre plantas y los esfuerzos en los muros de cortante.
El análisis sísmico en RFEM 6 es posible utilizando el análisis modal y los complementos del análisis del espectro de respuesta. De hecho, el concepto general del análisis de sismos en RFEM 6 se basa en la creación de un caso de carga para el análisis modal así como otro para el análisis del espectro de respuesta. Los grupos de estándares para estos análisis se establecen en la pestaña Estándares II de los Datos base del modelo.
El artículo 4.1.8.7 del Código Nacional de Construcción de Canadá (NBC) de 2015 proporciona un procedimiento claro para los métodos de análisis sísmicos. El método más avanzado, el Procedimiento de análisis dinámico en el Artículo 4.1.8.12, se debe utilizar para todos los tipos de estructuras, excepto aquellas que cumplen los criterios establecidos en 4.1.8.7. El método más simplista, el Procedimiento de la fuerza estática equivalente (ESFP) en el artículo 4.1.8.11, se puede utilizar para todas las demás estructuras.
El análisis del espectro de respuesta es uno de los métodos de diseño más utilizados en el caso de un terremoto. Este método tiene muchas ventajas. El más importante es probablemente la simplificación: Simplifica la complejidad de los terremotos hasta el punto de que el diseño se puede realizar con un esfuerzo razonable. La desventaja de este método es que se pierde mucha información debido a esta simplificación. Una forma de reducir esta desventaja es usar la combinación lineal equivalente en la combinación de las respuestas modales. Esto se explicará en detalle en este artículo con un ejemplo.
Tanto la determinación de las vibraciones naturales como el análisis del espectro de respuesta se realizan siempre en un sistema lineal. Si hay comportamientos no lineales en el sistema, se linealizan y, por lo tanto, no se tienen en cuenta. Las barras rectas trabajando a tracción se utilizan con mucha frecuencia en la práctica. Este artículo mostrará cómo puede mostrarlas aproximadamente de manera correcta en un análisis dinámico.
Para considerar las imprecisiones con respecto a la posición de las masas en un análisis del espectro de respuesta, las normas para el cálculo sísmico especifican reglas que se deben aplicar tanto en el análisis del espectro de respuesta simplificado como en el multimodal. Estas reglas describen el siguiente procedimiento general: La masa del dominio se debe ser desplazar por una cierta excentricidad, lo que da como resultado un momento de torsión.
Cuando una carga de gravedad actúa en una estructura, se produce un desplazamiento lateral. A su vez, se genera un momento de vuelco secundario a medida que la carga de gravedad continúa actuando sobre los elementos en la posición desplazada lateralmente. Este efecto también se conoce como "P-Delta (Δ)". El apartado La sección 12.9.1.6 de la norma ASCE 7-16 y NBC 2015 especifican cuándo se deben considerar los efectos P-Delta al llevar a cabo un análisis de espectro de respuesta modal para el cálculo sísmico.
- 001541
- Resultados
- RFEM 5
-
- Natural Vibrations 5
- RF-DYNAM Pro | Equivalent Loads 5
- RF-DYNAM Pro | Forced Vibrations 5
- RSTAB 8
- DYNAM Pro | Natural Vibrations 8
- DYNAM Pro | Equivalent Loads 8
- Estructuras de hormigón
- Estructuras de acero
- Estructuras de madera
- Plantas de producción y procesos
- Centrales eléctricas
- Edificios
- Análisis dinámico y sísmico
- ASCE 7
RFEM ofrece la opción de realizar un análisis del espectro de respuesta según ASCE 7-16. Diese Norm beschreibt die Ermittlung der Erdbebenlasten für den US-amerikanischen Raum. Dabei kann es vorkommen, dass man aufgrund der Steifigkeit der Gesamtstruktur den sogenannten P-Delta-Effekt berücksichtigen muss, um die internen Schnittgrößen zu berechnen und eine Bemessung durchzuführen.
En un análisis de espectro de respuesta multimodal, es importante determinar un número suficiente de valores propios de la estructura y considerar sus respuestas dinámicas. Vorschriften wie die EN 1998-1 [1] und andere internationale Standards schreiben vor, 90 % der Strukturmasse zu aktivieren. Esto quiere decir: so viele Eigenwerte zu bestimmen, dass die Summe der effektiven Modalmassenfaktoren größer 0.9 ist.
Los resultados modales de un análisis del espectro de respuesta se combinan con reglas de combinación cuadráticas, y en RF-/DYNAM Pro, están disponibles las reglas SRSS y CQC. Die Standardeinstellung in RF-/DYNAM Pro modifiziert diese quadratischen Gleichungen in äquivalente Linearkombinationen. Der Vorteil dieser Option ist, dass zugehörige Schnittgrößen ihre Vorzeichen bewahren und oft deutlich kleiner ausfallen im Vergleich zur Standard-SRSS- or Standard-CQC-Kombination. Die Standardkombinationsregeln sind konservativ und die "äquivalente Linearkombination" wird empfohlen.