1295x
001829
20.9.2023

Stanovení bilinearizace pro pushover křivku (metoda N2)

Aby bylo možné provést pushover výpočet, je nutné zjednodušit stanovenou křivku kapacity. K tomu je v Eurokódu EN 1998 uvedena takzvaná metoda N2. Tento článek by měl vysvětlit, co znamená bilinearizace metodou N2.

Pro zjednodušení pushover křivky existuje několik metod. Všechny jsou však obecně založeny na analýze rovnováhy energií. Přitom se vzájemně porovnají plochy pod křivkou.

V našem příspěvku byl zvolen dvoukloubový rám s více podlažími a použity plastické klouby. Pak je možný výpočet křivky kapacity pomocí addonu Stabilita konstrukce.

V tomto konkrétním případě je třeba při výpočtu idealizovaného elasticko-plastického vztahu síla-posunutí stanovit počáteční tuhost idealizované konstrukce tak, aby se plochy pod skutečnou a idealizovanou křivkou síla-posunutí rovnaly.

Při idealizaci podle metody N 2 je první větev křivky lineární a druhá větev pokračuje konstantně horizontálně. To představuje ideálně plastické chování konstrukce.

Toto zjednodušení je třeba provést, aby bylo možné následně použít posouzení metodou postupného přitěžování (pushover). Z tohoto předpokladu vyjde plastický posun idealizované soustavy s jedním stupněm volnosti.

Aby bylo možné plochy porovnat, je třeba zkopírovat kapacitní křivku z programu do Excelu. Data pro zatěžovací kroky a vodorovný smyk a deformace pro každý zatěžovací krok tak získáte jako tabulku.

Dalším krokem je stanovení maximální deformace a příslušného vodorovného smyku. Ten je v posledních iteracích téměř konstantní, protože je dosaženo maximálního zatížení. Deformace se přitom v každé následující iteraci zvyšuje. Proto by se měl volit takový krok, ve kterém není změna deformace tak velká, aby byla zajištěna dostatečná bezpečnost a porušení bylo stále na začátku plastické oblasti. Zde stanovená dvojice hodnot je nyní výchozí hodnotou pro bilinearizaci křivky kapacity.

Pomocí prvního bodu lze nyní stanovit vodorovnou přímku, která představuje horní část bilinearizace.

Lineárně stoupající větev na začátku diagramu se také modeluje přímkou s nenulovým stoupáním. Sklon této přímky se mění, dokud nejsou plochy pod křivkami stejné. V tabulce v Excelu to lze provést iteračně zvyšováním zatěžovacích kroků. Nakonec se dosáhne iterace, ve které mají obě plochy přibližně stejnou velikost. Přímo v tabulce lze tedy odečíst dy* a pokračovat v posouzení.

Na tomto výpočtu, který je v Eurokódu popsán pouze jedním obrázkem, je dobře vidět, že bilinearizace vyžaduje určité úsilí. To jen pro ilustraci potřebného času. Proto všechny programy, které mají pushover analýzu implementovanou, obvykle provádějí vše plně automaticky a není třeba starat se o detaily.

Jak přenést výsledky výpočtu z programu RFEM nebo RSTAB do programu Excel, je popsáno ve videu.


Autor

Ing. Frenzel je zodpovědný za vývoj produktů pro dynamiku. Kromě toho poskytuje technickou podporu pro zákazníky Dlubal Software v Německu.

Reference
  1. Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten; EN 1998-1:2004/A1:2013
Stahování