Bei einer statischen Berechnung definieren Sie Lasten in Lastfällen, kombinieren diese und führen die Berechnung durch. Eine dynamische Analyse hingegen basiert auf Massen. Für dieses Einführungsbeispiel brauchen Sie jedoch keine Massen zu definieren: Sämtliche vorhandenen Lasten können übernommen und für die Modalanalyse verwendet werden.
Definieren des Lastfalls
Um einen neuen Lastfall für die Modalanalyse anzulegen, gehen Sie im Navigator in den Ordner Lastfälle und Kombinationen, öffnen Sie den Untereintrag Lastfälle und doppelklicken Sie auf einen der vier Lastfälle, z.B. LF1 - Eigengewicht.
Klicken Sie im Dialog 'Lastfälle und Kombinationen' auf die Schaltfläche
in der unteren linken Ecke (1).
Geben Sie im Bereich 'Name des Lastfalls' die Bezeichnung Modalanalyse ein (2). Wählen Sie dann die Option Modalanalyse in der Liste bei 'Analysetyp' aus (3). Diese Einstellung steuert, dass der Lastfall einer dynamischen Analyse unterzogen werden soll.
Wie oben erwähnt, können vorhandene Lasten als Massen importiert werden. Würde man bei der Modalanalyse des Modells nur die Eigengewichtsmassen berücksichtigen, wäre sie nicht korrekt. Auch die Nutzlastmassen müssen berücksichtigt werden. Da dynamische Analysen beim Kombinieren von Lastfällen bestimmten Regeln folgen, muss eine neue Bemessungssituation erstellt werden. Gehen Sie in das Register Bemessungssituationen (1). Klicken Sie auf die Schaltfläche
in der unteren linken Ecke (2).
Die neue Bemessungssituation BS5 wird erzeugt. Wählen Sie unter 'Typ der Bemessungssituation' die Option Erdbeben-/Massenkombination - psi-E,i aus (3). Wenn Sie auf die Schaltfläche
klicken (4), können Sie die Kriterien für Erdbebenkombinationen nach EN 1990 im Dialog 'Informationen über Kombinationsregeln' überprüfen.
Klicken Sie auf Schließen und wechseln Sie in das Register Einwirkungskombinationen.
Die Erdbebeneinwirkungen werden in der Einwirkungskombination EW3 kombiniert, wobei der Faktor ψ mit 0.30 für Nutzlasten angesetzt wird.
Wenn Sie nun in den Reiter Lastkombinationen wechseln, wird vom Programm die Erdbebenkombination LK9 erzeugt. Selektieren Sie diese. Um zu prüfen, wie die vier Lastfälle jeweils berücksichtigt werden, gehen Sie in das Unterregister Zuordnung.
Kehren Sie zurück zum Reiter Lastfälle. Wählen Sie LF2 in der Liste aus und gehen Sie in das Unterregister Zusätzliche Einstellungen. Stellen Sie sicher, dass für die Kombination der Massen die Option Dächer eingestellt ist. Für Geschosse wären andere Kombinationsregeln relevant.
Klicken Sie sich durch die Lastfälle LF3 und LF4, um zu überprüfen, ob die Einstellungen der Massenkombination identisch sind.
Anschließend ist noch der Modalanalyse-Lastfall LF5 zu selektieren.
Öffnen Sie die Liste unter 'Massen nur aus Lastfall/Lastkombination übernehmen' und wählen Sie dort die letzte Option: LK9 - LF1 + 0.30*LF2 + 0.30*LF3 + 0.30*LF4. Damit werden alle Lastarten wie Kräfte und Momente der vier Lastfälle mit den entsprechenden ψ-Faktoren und unter Anwendung der Massenumwandlungskonstante in Massen umgewandelt, wie sie in den Einstellungen und Optionen der Modell-Basisangaben definiert ist.
Berechnen des Lastfalls
Klicken Sie auf Berechnen, um die Modalanalyse von LF5 mit den Standard-Analyseeinstellungen durchzuführen. Wenn die Berechnung abgeschlossen ist, werden die Eigenformen des Modells im Arbeitsfenster angezeigt. In der Tabelle 'Eigenfrequenzen' sind vier Formen aufgelistet.
Sie können zwischen den zu den vier Eigenfrequenzen gehörenden Eigenformen (Verschiebungen) wechseln, indem Sie die Schaltflächen
und
im 'Navigator - Ergebnisse' verwenden. Wenn Sie dies tun, werden Sie feststellen, dass hauptsächlich lokale Formen der Plattformträger auftreten.
Wählen Sie die Tabelle Effektive Modalmassen. Überprüft man die Faktoren für die effektiven Modalmassen, so zeigen die Ergebnisse in den Spalten fmeX und fmeY, dass mit den ersten vier Eigenfrequenzen praktisch keine modalen Massen 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, müssen die globalen Eigenformen erfasst werden, nicht die lokalen Effekte. Die Eurocode-Norm schreibt außerdem vor, dass die Summe der effektiven Modalmassen für die berücksichtigten Formen mindestens 90% der Gesamtmasse betragen muss (siehe [1] 4.3.3.3.1). Daher müssen die Einstellungen für die Modalanalyse angepasst werden.