Možnosti zohlednění náhodných vlivů krutu v souladu s normami

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

Pro zohlednění nepřesností polohy hmot při analýze spektra odezvy stanoví příslušné normy pravidla, která je třeba vzít v úvahu jak při zjednodušené, tak multimodální analýze spektra odezvy. Tato pravidla stanoví následující obecný postup: Hmota podlaží se musí posunout o určitou excentricitu, z čehož vyplývá torzní moment.

V našem příspěvku popíšeme dva způsoby, jak stanovit náhodné vlivy krutu v programu RFEM a RSTAB.

Automatické stanovení v přídavném modulu RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads

V přídavném modulu RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads lze náhodné vlivy krutu stanovit automaticky. Tuto volbu lze aktivovat v záložce „Dynamické stavy - Metoda náhradních sil“. Při použití této volby je v přídavném modulu zapotřebí pouze hodnota excentricity. Například v EN 1998-1 a ASCE 7 činí tato hodnota 5% délky nebo šířky budovy ve směru kolmém ke směru působení účinku:
ex = 0,05 ⋅ Ly
ey = 0,05 ⋅ Lx

Obrázek 01

Na základě této excentricity násobené náhradním zatížením stanoví přídavný modul torzní moment, který působí na každý uzel sítě konečných prvků (KP), respektive vnitřní uzel (pro všechny jednotlivé zatěžovací stavy). Rovnice má následující tvar:
M = |Fx ⋅ ey| + |Fy ⋅ ex|

V důsledku lokálního působení torzního momentu v každém uzlu sítě KP může docházet ke značnému namáhání jednotlivých konstrukčních prvků kroucením. Pokud bychom tomu chtěli předejít, bylo by nutné zadat účinky krutu ručně. V následující části tento postup popisujeme.

Ruční stanovení náhodných vlivů krutu

Ekonomičtější způsob, jak zohlednit náhodné vlivy krutu, je zadat globální torzní moment, který vyplývá z celkových seizmických sil na podlaží a který musí být rozdělen na jednotlivé smykové stěny budovy. Tento postup obvykle vede k hospodárnějším výsledkům a je v souladu s normami.

Tento postup si pro příklad ukážeme na modelu budovy, která má pravidelné uspořádání ve svislém směru a půdorys ve tvaru písmene L. V přídavném modulu RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads provedeme analýzu spektra odezvy. Jako výsledek dostaneme dvě kombinace výsledků - jednu pro směr X a druhou pro směr Y budovy. K vyhodnocení použijeme výsledkový prut. Vyhodnocují se přitom smykové síly (Vy a Vz) na každé podlaží (Vz odpovídá seizmické síle ve směru X → Fx a Vy odpovídá seizmické síle ve směru Y → Fy). Tato seizmická síla na podlaží se následně násobí excentricitou (5% délky budovy ve svislém směru) a oba směry se sečtou. Dostaneme tak torzní moment na každé podlaží. Přehled výsledků uvádíme níže.

Obrázek 02

Výsledky kombinace výsledků 1 (seizmické účinky ve směru X):

 FxFyexeyM
Podlaží 3138,0 kN70,4 kN0,60 m0,525 m119,8 kNm
Podlaží 291,0 kN56,0 kN0,60 m0,525 m84,0 kNm
Podlaží 156,9 kN30,5 kN0,60 m0,525 m50,2 kNm
Přízemí21,6 kN4,5 kN0,60 m0,525 m15,3 kNm

Výsledky kombinace výsledků 2 (seizmické účinky ve směru Y):

 FxFyexeyM
Podlaží 371,5 kN113,4 kN0,60 m0,525 m102,4 kNm
Podlaží 255,5 kN66,8 kN0,60 m0,525 m68,4 kNm
Podlaží 129,9 kN46,1 kN0,60 m0,525 m42,1 kNm
Přízemí4,6 kN17,6 kN0,60 m0,525 m12,0 kNm

Pro správné rozdělení torzního momentu na jednotlivé smykové stěny lze použít program pro průřezové charakteristiky SHAPE-THIN, neboť nesouvislé průřezy se mohou počítat podle teorie výztužných systémů. Za tímto účelem se modeluje půdorys (všechny smykové stěny, sloupy nehrají ve vyztužení žádnou roli) a zatíží se jednotkovým torzním momentem 100 kNm. Získáme tak výslednou smykovou sílu na stěnu.

Obrázek 03

Vzhledem k tomu, že smykové síly se spočítaly pro jednotkový moment 100 kNm, je třeba je stanovit pro skutečně působící momenty na každém podlaží. Hodnoty lze vynásobit momentem uvedeným v tabulce a vydělit 100. Tyto síly na stěnu se musí v modelu konstrukce uvažovat jako liniová zatížení (vydělená délkou stěny).

Dostaneme tedy dva nové zatěžovací stavy: Kroucení ve směru osy X a kroucení ve směru osy Y. Následně lze tyto zatěžovací stavy zahrnout do nové kombinace výsledků s podmínkou NEBO a složit je do kombinace se seizmickými zatíženími. Stanovíme tak konečné výsledky: výsledná seizmická zatížení včetně správného zohlednění náhodného kroucení.

Obrázek 04

Tuto metodu podrobně popisujeme a navíc připojujeme i některé tipy a triky ve webináři, který si můžete spustit ze sekce Odkazy (k dispozici pouze v němčině).

Autor

Stine Effler, M.Sc.

Stine Effler, M.Sc.

Vývoj produktů a péče o zákazníky

Ing. Effler se podílí na vývoji v oblasti dynamiky a v rámci technické podpory pečuje o naše zákazníky.

Klíčová slova

dynamika seizmické účinky spektrum odezvy kroucení hmota podlaží

Literatura

[1]   Manuál RF-DYNAM Pro. Tiefenbach: Dlubal Software, říjen 2018.

Ke stažení

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 1751x
  • Aktualizováno 6. května 2021

Kontakt

Kontaktujte Dlubal Software

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

Online školení | Anglicky

Eurokód 2 | Betonové konstrukce podle DIN EN 1992-1-1

Online školení 29. července 2021 8:30 - 12:30 CEST

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Webinář 5. srpna 2021 13:00 - 14:00 CEST

Online školení | Anglicky

RFEM | Dynamika konstrukcí a posouzení zemětřesení podle EC 8

Online školení 11. srpna 2021 8:30 - 12:30 CEST

Online školení | Anglicky

RFEM pro studenty | USA

Online školení 11. srpna 2021 13:00 - 16:00 EDT

Online školení | Anglicky

Eurokód 3 | Ocelové konstrukce podle DIN EN 1993-1-1

Online školení 25. srpna 2021 8:30 - 12:30 CEST

Online školení | Anglicky

Eurokód 5 | Dřevěné konstrukce podle DIN EN 1995-1-1

Online školení 23. září 2021 8:30 - 12:30 CEST

Pozvání na konferenci

Statika stavieb 2021 - 25. konference statiků

Konference 14. října 2021 - 15. října 2021

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Webinář 8. června 2021 14:00 - 14:45 CEST

Časová analýza výbuchu v programu RFEM

Časová analýza výbuchu v programu RFEM

Webinář 13. května 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dřevěné konstrukce | 2. část: Posouzení

Prutové a plošné konstrukce ze dřeva | 2. část: Posouzení

Webinář 11. května 2021 14:00 - 15:00 CEST

Efektivní výměna dat mezi RFEM/RSTAB a Tekla Structures

Efektivní výměna dat mezi RFEM/RSTAB a Tekla Structures

Webinář 5. května 2021 9:00 - 10:00 CEST

Membránové konstrukce a \n CFD simulace zatížení větrem

Membránové konstrukce a CFD simulace zatížení větrem

Webinář 6. dubna 2021 13:00 - 14:00 CEST

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Webinář 30. března 2021 14:00 - 14:45 CEST

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Webinář 10. března 2021 14:00 - 15:00 EDT

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Webinář 4. února 2021 14:00 - 15:00 BST

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 26. ledna 2021 13:00 - 14:00 BST

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Webinář 19. ledna 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dlubal seminář

Dlubal online seminář | 15. prosince 2020

Webinář 15. prosince 2020 9:00 - 16:00 BST

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Webinář 25. listopadu 2020 13:00 - 14:00 BST

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 11. listopadu 2020 14:00 - 15:00 EDT

Interakce konstrukce s podložím v programu RFEM

Interakce konstrukce s podložím v programu RFEM

Webinář 27. října 2020 14:00 - 14:45 BST

Co jsou účinky?

Co jsou účinky?

Délka 3:04 min

}
RFEM
RFEM

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RFEM
RF -DYNAM Pro - Equivalent Loads

Přídavný modul

Náhradní statické zatížení za použití analýzy multimodálního spektra odezvy

Cena za první licenci
760,00 USD
RFEM
RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations

Přídavný modul

Časová analýza a analýza multimodálního spektra odezvy

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RSTAB
RSTAB

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.

Cena za první licenci
2 550,00 USD
RSTAB
DYNAM Pro - Equivalent Loads

Přídavný modul

Náhradní statické zatížení za použití analýzy multimodálního spektra odezvy

Cena za první licenci
580,00 USD