Téma:
Modální analýza spektra odezvy a zohlednění smyku v základu podle NBC 2020 v programu RFEM 6
Komentář:
Kanadská Národní stavební norma (NBC) 2020, čl. 4.1.8.7 stanovuje jasný postup pro metody analýzy zemětřesení. Pokročilejší metoda, dynamická analýza podle čl. 4.1.8.12, by měla být použita pro všechny typy konstrukcí s výjimkou těch, které splňují kritéria stanovená v 4.1.8.7. Více zjednodušující postup, metodu náhradních statických sil (ESFP) v článku 4.1.8.11, lze použít pro všechny ostatní konstrukce.
Popis:
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] stanovíme pružný smyk v základu V-e na základě lineární dynamické analýzy, což je prvním krokem k pochopení požadavků na smyk v základu podle NBC. V-e by nemělo zahrnovat žádné další faktory ani součinitele použité na spektrum odezvy.
Krok 2: Stanovíme upravený elastický smyk v základu, V-ed, 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 X-F a které mají systém odolnosti proti seizmickým silám (SFRS) s modifikačním součinitelem síly vztaženým k duktilitě R-d rovným nebo větším než 1,5, pak pro získání V-ed musí být V-e vynásobeno větším z následujících dvou součinitelů:
| ∆cdur,add = 0 | redukce minimální krycí vrstvy při použití přídavné ochrany (doporučená hodnota) |
| ∅n | náhradní průměr (viz §8.9.1 normy EN 1992-1-1) |
| ∆cdev | přídavek pro návrhovou odchylku |
Krok 3: Výše stanovený V-ed vynásobíme součinitelem důležitosti I-e uvedeným v článku 4.1.8.5 [1] a vydělíme modifikačním součinitelem síly vztaženým k duktilitě a modifikačním součinitelem síly vztaženým k navýšení pevnosti R-dR-o, stanovenými v tabulce 4.1.8.9 [1] pro posouzení zadané laterální seizmické síly V-d.
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 V-d z kroku 3 je menší než 80% V z kroku 4, pak je třeba brát V-d jako 0,8V pro běžné konstrukce a nepravidelné konstrukce posuzovatelné pomocí ESFP.
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 V-d rovná větší z hodnot V-d 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 V-d/V-e 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 V-e z 4.1.8.12(5) [1] nebo z kroku 1 výše. Tato hodnota nezahrnuje úpravu pomocí I-e/R-dR-o ani jiné faktory.
"Návrhové spektrum" poskytne návrhový smyk v základu V-d 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 I-e/R-dR-o, 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...
