Modální analýza spektra odezvy a zohlednění smyku v základu podle NBC 2020 v programu RFEM 6

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

Více zjednodušující postup, metodu náhradních statických sil (ESFP) v článku 4.1.8.11, lze použít pro všechny ostatní konstrukce.

U konstrukcí, které splňují podmínky pro dynamickou analýzu, se v 4.1.8.12 [1] definují dvě další dílčí metody: lineární dynamická analýza, a to buď s modální analýzou spektra odezvy, nebo numerickou integrací lineární časové analýzy a nelineární dynamická analýza. Tento článek se zaměří na modální analýzu spektra odezvy (RSA) a na další požadavky na smykovou únosnost v základu definované v NBC 2020.

Varianty smyku v základu podle NBC 2020

Za předpokladu, že se RSA počítá podle NBC 2020, což přesahuje rámec tohoto článku, lze smykovou sílu v základu stanovit u spodního podlaží konstrukce v každém z ortogonálních směrů, v kterém působí příčné seizmické zatížení. Článek 4.1.8.12 [1] uvádí řadu kroků stanovujících různé možnosti smyku v základu, které jsou nezbytné pro konečné nastavení smyku v podlažích, sil v podlažích, prutových sil a případně průhybů.

Krok 1: Podle věty (5) [1] se stanoví pružný smyk v základu Ve na základě lineární dynamické analýzy, což je prvním krokem k pochopení požadavků na smyk v základu podle NBC. Ve by nemělo zahrnovat žádné další faktory ani součinitele použité na spektrum odezvy.

Krok 2: Stanovte upravený elastický smyk v základu, Ved, také známý jako „upravená laterální seizmická návrhová pružná síla v základu“, podle věty (6) [1] za použití Ve určeného z věty (5) [1]. Pro všechny konstrukce, které se nacházejí na jiných místech než XF a které mají systém odolnosti proti seizmickým silám (SFRS) s modifikačním součinitelem síly vztaženým k duktilitě Rd rovným nebo větším než 1,5, pak pro získání Ved musí být Ve vynásobeno větším z následujících dvou součinitelů:

Návrhový pružný smyk v základu Ve podle NBC 2020

Max 2 S(0.2)3 S(Ta)  1.0 , S(0.5)S(Ta)  1.0 

S(0.2) Návrhové zrychlení spektrální odezvy pro periodu T = 0,2 s
S(0.5) Návrhové zrychlení spektrální odezvy pro periodu T = 0,5 s
S(Ta) Návrhové zrychlení spektrální odezvy pro základní periodu kmitání konstrukce v uvažovaném směru

Krok 3: Výše stanovený Ved se vynásobí součinitelem důležitosti Ie uvedeným v článku 4.1.8.5 [1] a vydělí modifikačním součinitelem síly vztaženým k duktilitě a modifikačním součinitelem síly vztaženým k navýšení pevnosti RdRo, stanovenými v tabulce 4.1.8.9 [1] pro posouzení zadané laterální seizmické síly Vd.

Krok 4: Stanovte určenou laterální seizmickou sílu V podle článku 4.1.8.11 [1] podle zjednodušené metody náhradních statických sil (ESFP).

Požadavky na zvýšení smyku v základu podle NBC 2020

Spolu s výše uvedeným a ve shodě s 4.1.8.12(8) [1] v případě, že Vd z kroku 3 je menší než 80% V z kroku 4, pak je třeba brát Vd jako 0,8V pro běžné konstrukce a nepravidelné konstrukce posuzovatelné pomocí metody náhradních statických sil.

Pro všechny nepravidelné konstrukce, které vyžadují dynamickou analýzu popsanou v 4.1.8.7 [1], jakož i pro dřevěné konstrukce vyšší než 4 patra splňující kritéria stanovená v 4.1.8.12(12) [1], se výsledné Vd rovná větší z hodnot Vd nebo 100% V uvedené v 4.1.8.12(9) [1].

Kromě těchto minim by měl být pro stanovení návrhových hodnot podle 4.1.8.12(10) [1] součinitel Vd/Ve použit na pružný smyk podlaží, síly v podlažích, prutové síly a průhyby včetně účinků mimořádného kroucení.

Smyk v základu podle NBC 2020 v programu RFEM 6

Vzhledem k různým variantám stanovení smyku v základu v NBC 2020 může být v programu RFEM 6 obtížné určit, která varianta smyku v základu je k dispozici při analýze spektra odezvy podle normy.

V addonu Analýza spektra odezvy jsou v detailech zadání spekter k dispozici dva typy spektra, a to „Pružné spektrum“ a „Návrhové spektrum “.

Typ "Pružné spektrum" stanoví pružný smyk v základu Ve z 4.1.8.12(5) [1] nebo z kroku 1 výše. Tato hodnota nezahrnuje úpravu pomocí Ie/Rd Ro ani jiné faktory.

"Návrhové spektrum" poskytne návrhový smyk v základu Vd z 4.1.8.12(7) [1] nebo z kroku 3 výše. Je však třeba zdůraznit, že přídavný součinitel uvedený v 4.1.8.12(6) nebo v kroku 2 výše se do tohoto výpočtu nezahrnuje. Výpočet zahrnuje Ie/Rd Ro, protože tyto proměnné jsou uvedeny přímo v "Návrhovém spektru", zatímco pro "Pružné spektrum" uvedeny nejsou.

U obou typů spektra lze škálovat spektrum odezvy přímo pro zohlednění požadavků na faktor zvětšení. Například neboť „Pružné spektrum“, které je zapotřebí pro analýzu průhybů konstrukce, neobsahuje účinky Ie/Rd Ro, může být případně upraveno pomocí Vd/Ve jak vyžaduje 4.1.8.12(10). Pro typ „Návrhové spektrum“ lze použít faktor zvětšení Vd/Ve navíc pro faktor uvedený v 4.1.8.12(6) nebo kroku 2 výše, který není zahrnut do výpočtu. Addon Analýza spektra odezvy nabízí možnost zvětšení v každém z globálních směrů X, Y a Z, v nichž může působit seizmická síla.

Je třeba také zmínit, že při použití addonu Model budovy je nyní v programu RFEM 6 automaticky k dispozici mezipatrový posun a smyk v základu ve výsledkové tabulce Spektrální analýza. V rozbalovací nabídce je možné vybrat možnost "Výsledky po podlažích" a v záložce "Síly v patrech" se zobrazí smykové síly pro každé podlaží.

Krátce řečeno, lineární dynamickou analýzu a zejména modální analýzu spektra odezvy, požadovanou normou NBC 2020, lze realizovat v MKP programu RFEM 6 s addonem Analýza spektra odezvy. Různé varianty smyku v základu podle čl. 4.1.8.12 [1] je možné získat pomocí programu buď nastavením typu spektra nebo faktoru zvětšení.

Podívejte se na záznam webináře „Analýza spektra odezvy podle NBC 2020 v programu RFEM 6“, který je k dispozici na níže uvedeném odkazu, s úvodem do analýzy spektra odezvy podle NBC 2020 v programu RFEM 6.

Autor

Amy Heilig, PE

Amy Heilig, PE

Generální ředitelka - pobočka v USA
technická podpora a prodej

Amy Heilig je ředitelkou americké pobočky společnosti Dlubal Software ve Filadelfii, PA. Mezi její úkoly patří prodej a technická podpora zákazníkům a navíc se podílí na vývoji programů pro severoamerický trh.

Klíčová slova

Seizmický Zemětřesení Spektrum odezvy Modální analýza spektra odezvy Metoda náhradních statických sil Analýza spektra odezvy Smyk v základu Pružný smyk v základu Návrhový smyk v základu NBC NBC 2020 Kanadská národní stavební norma

Literatura

[1]   National Building Code of Canada 2020 Volume 1. 2020, National Research Council of Canada Ottawa, ON, Canada.

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

Kontakt

Kontakt na Dlubal Software

Máte další dotazy nebo potřebujete poradit? Kontaktujte nás prostřednictvím naší bezplatné e-mailové podpory, chatu nebo na fóru, případně využijte naše FAQ, které máte nepřetržitě k dispozici.

+420 227 203 203

[email protected]

Online Školení | česky

RFEM 6 | Bezplatné základní školení

Online školení 20. března 2024 9:00 - 11:30 CEST

Pokročilá statická analýza s RFEM 6 Python API

Pokročilá statická analýza s Python API v programu RFEM 6

Webinář 26. března 2024 14:00 - 15:00 CEST

Posouzení železobetonových desek v programu RFEM 6

Posouzení železobetonových desek v programu RFEM 6

Webinář 3. dubna 2024 13:00 - 14:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Úvod do statiky prutů

Online školení 10. dubna 2024 16:00 - 19:00 CEST

RSECTION 1 | Studenti | Úvod do pevnosti a pružnosti

Online školení 17. dubna 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Úvod do MKP

Online školení 24. dubna 2024 16:00 - 19:00 CEST

RFEM 6 | Studenti | Úvod do posouzení dřevěných konstrukcí

Online školení 30. dubna 2024 16:00 - 17:00 CEST

RFEM 6
Hala s obloukovou střechou

Hlavní program

3D MKP program nové generace slouží ke statickým výpočtům prutů, ploch a těles.

Cena za první licenci
4 650,00 EUR
RFEM 6

Response Spectrum Analysis for RFEM 6

Dynamické analýzy

Addon Analýza spektra odezvy provádí seizmickou analýzu pomocí multimodální analýzy spektra odezvy. Spektra, která jsou k tomu zapotřebí, mohou být vytvořena podle norem nebo definována uživatelem. Z nich se vygenerují náhradní statické síly. Addon obsahuje rozsáhlou databázi akcelerogramů ze seizmických oblastí, které lze použít pro generování spektra odezvy.

Cena za první licenci
1 550,00 EUR
RFEM 6
Budova

Speciální řešení

Addon Model budovy pro RFEM umožňuje definovat a upravovat budovu pomocí podlaží. Podlaží lze přitom dodatečně všelijak upravovat. Informace o podlažích a také o celém modelu (těžiště) se zobrazí v tabulkách i graficky.

Cena za první licenci
1 850,00 EUR