Für eine strukturelle Analyse definieren Sie Lasten in Lastfällen, kombinieren sie und führen die Berechnung durch. Eine dynamische Analyse beruht jedoch auf Massen. Für dieses Tutorial müssen Sie jedoch keine Massen definieren: Alle vorhandenen Lasten können importiert und für die modale Analyse verwendet werden.
Definition des Lastfalls
Um einen neuen Lastfall für die modale Analyse zu erstellen, gehen Sie im Navigator zum Ordner Lastfälle & Kombinationen, öffnen Sie den Untereintrag Lastfälle und doppelklicken Sie auf einen der vier Lastfälle, wie z.B. LF1 - Eigengewicht.
Im Dialogfeld "Lastfälle & Kombinationen" klicken Sie auf die Schaltfläche
in der unteren linken Ecke (1).
Geben Sie im Bereich "Lastfallname" Modalanalyse ein (2). Wählen Sie dann die Option Modalanalyse aus der Liste "Analysetyp" (3). Diese Einstellung stellt sicher, dass auf den Lastfall eine dynamische Analyse angewendet wird.
Wie oben erwähnt, können bestehende Lasten als Massen importiert werden. Wenn nur die Eigengewichtsmassen für die modale Analyse des Modells berücksichtigt würden, wäre es unkorrekt. Auch die Verkehrslastenmassen müssen berücksichtigt werden. Da dynamische Analysen spezifischen Regeln folgen, wenn Lastfälle kombiniert werden, muss eine neue Bemessungssituation erstellt werden. Gehen Sie zur Registerkarte Lastsituationen (1). Klicken Sie auf die Schaltfläche
in der unteren linken Ecke (2).
Die neue Bemessungssituation BS5 wird erstellt. Wählen Sie die Option Erdbeben/Massenzusammenstellung - psi,E,i aus der Liste "Bemessungssituationstyp" (3). Wenn Sie auf die Schaltfläche
(4) klicken, können Sie die Kriterien für Erdbebenkombinationen gemäß EN 1990 im Dialogfeld "Informationen zu Kombinationsregeln" überprüfen.
Klicken Sie auf Schließen und fahren Sie mit der Registerkarte Lastkombinationen fort.
Die Erdbebenlasten werden in Lastkombination LK3 kombiniert, wobei der ψ-Faktor von 0,30 für aufgebrachte Lasten angewendet wird.
Wenn Sie als Nächstes die Registerkarte Kombinationen auswählen, erstellt das Programm die Erdbebenkombination LK9. Wählen Sie diese aus. Um zu überprüfen, wie jeder der vier Lastfälle berücksichtigt wird, wählen Sie die Registerkarte Zuordnung.
Gehen Sie zurück zur Registerkarte Lastfälle. Wählen Sie LF2 in der Liste aus und gehen Sie zur Registerkarte Zusätzliche Einstellungen. Stellen Sie sicher, dass die Option Dächer für die Kombination von Massen eingestellt ist. Für Böden wären andere Kombinationsregeln relevant.
Klicken Sie die Lastfälle LF3 und LF4 durch, um zu überprüfen, ob die Massenzuordnungseinstellungen identisch sind.
Wählen Sie schließlich den Modal-Analyse-Lastfall LF5 aus.
Öffnen Sie die Liste "Nur Massen aus Lastfall/Lastkombination importieren", in der Sie die letzte Option auswählen: LK9 - LF1 + 0.30*LF2 + 0.30*LF3 + 0.30*LF4. So werden alle Lastarten wie Kräfte und Momente der vier Lastfälle mit den relevanten ψ-Faktoren zu Massen konvertiert, indem die Massenumrechnungs-konstante angewendet wird, wie sie in den Einstellungen & Optionen der Modellsockeldaten definiert ist.
Berechnung des Lastfalls
Klicken Sie auf Berechnen, um die modale Analyse von LF5 mit den Standardeinstellungen der Analyse durchzuführen. Sobald die Berechnung abgeschlossen ist, werden die Eigenformen des Modells im Arbeitsfenster angezeigt. Vier Moden sind in der Tabelle "Eigenfrequenzen" aufgelistet.
Sie können zwischen den Eigenformen (Verschiebungen), die zu den vier Eigenfrequenzen gehören, mit den Schaltflächen
und
im "Navigator - Ergebnisse" wechseln. Dabei werden Sie feststellen, dass lokale Formen der Plattformbalken, anstatt des gesamten Modells, angezeigt werden.
Wählen Sie die Tabelle Effektive Modalmassen. Wenn Sie die Faktoren für die effektiven Modalmassen überprüfen, zeigen die Ergebnisse in den Spalten fmeX und fmeY, dass praktisch keine Modalmassen mit den ersten vier Eigenfrequenzen verbunden sind.
Da die Masse der Plattform im Vergleich zur Gesamtmasse gering ist, sind ihre Eigenformen für die Erdbebenkräfte mehr oder weniger irrelevant. Um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die globalen Eigenformen zu berücksichtigen, anstatt der lokalen Effekte. Der Eurocode-Standard erfordert auch, dass die Summe der effektiven Modalmassen für die berücksichtigten Moden mindestens 90% der Gesamtmasse beträgt (siehe [1] 4.3.3.3.1). Daher ist es notwendig, die Einstellungen für die modale Analyse anzupassen.