For structures that qualify for the Dynamic Analysis Procedure, there are two further sub methods defined in 4.1.8.12 [1], including a Linear Dynamic Analysis, with either a Modal Response Spectrum Method or the Numerical Integration Linear Time History Method, or a Nonlinear Dynamic Analysis. This article will focus on a Modal Response Spectrum Method (RSA) and the further base shear requirements defined in NBC 2015.
NBC 2015 - Variantes avec efforts normaux horizontaux
Bien que la méthode du spectre de réponse (RSA) ne soit pas détaillée dans cet article, les efforts tranchants horizontaux dans le plan de la fondation de l'étage le plus bas peuvent être déterminés dans chaque direction orthogonale où s'applique une charge sismique latérale si le spectre de réponse est calculé selon le NBC. Les étapes indiquées au paragrapge 4.1.8.12 de [1] définit les différents efforts tranchants horizontaux requis pour mettre à l'échelle les efforts tranchants et internes de l'étage, les efforts de barre et la flèche, le cas échéant.
Step 1) In Sentence (5) [1], the elastic base shear, Ve, should be determined from a linear dynamic analysis, which is the first step in understanding the NBC base shear requirements. Ve ne doit pas inclure de facteurs ou d'échelles supplémentaires pour le spectre de réponse.
Étape 2) Détermination de l'effort tranchant horizontal élastique de calcul Ved, aussi appelé « élasticité de calcul de la sismicité latérale » selon (6) de [1], à l'aide de Ve, qui déterminé d'après (5) de [1]. For all structures located on sites other than Class F and having a seismic force-resisting system (SFRS) with a ductility-related force modification factor, Rd, equal to or greater than 1.5, then Ve should be multiplied by the larger of the following two factors:
| S(0,2) | Accélération spectrale pour une période T = 0,2 s |
| S(0,5) | Accélération spectrale pour une période T = 0,5 s |
| S(Ta) | Accélération spectrale pour la durée de base d'oscillation de la structure dans la direction considérée |
Étape 3) L'effort tranchant Ved déterminé doit être multiplié par le coefficient d'importance Ie du paragraphe 4.1.8.5 de [1] et divisé par le coefficient de modification de l'effort relatif à la ductilité, multiplié par le coefficient de modification de l'effort relatif à la sur-résistance RdRo du Tableau 4.1.8.9 de [1] pour déterminer les efforts tranchants horizontaux de calcul Vd.
Étape 4) Détermination de la force de calcul sismique latérale V selon le paragraphe 4.1.8.11 [1] selon la procédure simplifiée de la force statique équivalente (equivalent static force procedure, ESFP).
Exigences de mise à l'échelle du NBC 2015 pour les efforts tranchants horizontaux
En considérant les informations déjà mentionnées dans cet article et selon le paragraphe 4.1.8.12 (8) de [1], Vd doit être supposé être avec V de 0,8 pour les structures de forme régulière et irrégulière pouvant être calculées avec la procédure ESFP si la valeur de Vd de l'étape 3 est inférieure à 80 % de la valeur de V à l'étape 4.
For all irregular structures which require a dynamic analysis specified in 4.1.8.7 [1], as well as wood structures greater than 4 stories which meet the criteria set forth in 4.1.8.12(12) [1], then Vd shall be taken as the larger of Vd or V stated in 4.1.8.12(9) [1].
In addition to these minimums, the scale factor Vd/Ve should be applied to story shears, story forces, member forces, and deflections, including the effects of accidental torsion to determine the design values from 4.1.8.12(10) [1].
Application des efforts tranchants horizontaux selon le NBC 2015 dans RFEM
With the multiple variations for base shear discussed in NBC 2015, it may be difficult to determine which base shear variant is provided when running a response spectra analysis according to the standard in the structural analysis program RFEM.
Within the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads module, there are two spectrum types available after selecting NBC 2015, including the "Elastic response spectrum" and the "Design spectrum for linear calculation".
Le « spectre de réponse élastique » permet d'obtenir les efforts horizontaux élastiques Ve de la structure d'après le paragraphe 4.1.8.12 (5) de [1] ou d'après l'étape 1 ci-dessus. Ni Ie/RdRo ni d'autres facteurs ne sont considérés dans cette valeur.
Le « spectre de calcul pour le calcul linéaire » permet d'obtenir les efforts tranchants horizontaux de calcul Vd de la structure d'après le paragraphe 4.1.8.12 (7) de [1] ou d'après l'étape 3 ci-dessus. Il faut cependant noter que le coefficient additionnel du paragraphe 4.1.8.12 (6) ou de l'étape 2 ci-dessus n'est pas inclus dans ce calcul. The calculation does include Ie/RdRo, as these variables are listed in the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads Code Parameters table, whereas they are not listed for the "Elastic response spectrum".
Pour chaque type de spectre, l'utilisateur peut mettre à l'échelle les charges équivalentes afin de considérer les exigences relatives au facteur d'échelle dans le module additionnel. Le spectre de réponse élastique est nécessaire pour l'analyse des flèches car il ne considère pas les effets de Ie/RdRo et il doit être par exemple mis à l'échelle avec Vd/Ve comme le requiert le paragraphe 4.1.8.12 (10). For the "Design Spectrum for Linear Calculation" type, the Vd/Ve scale factor may also apply in addition to the factor specified in 4.1.8.12(6) or Step 2 above, which is not included in the calculation. RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads provides a scaling option in each of global directions X, Y, and Z, in which the seismic force can be applied.
In summary, the linear dynamic analysis requirement and in particular the modal response spectrum analysis set forth by NBC 2015 are possible to consider utilizing the FEA program RFEM in addition to the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads add-on module. Les nombreuses variantes d'efforts tranchants horizontaux du paragraphe 4.1.8.12 peuvent être calculées avec le logiciel à l'aide du type de spectre ou de la définition du facteur d'échelle dans le module additionnel.
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