La progettazione di cinque tipi di sistemi resistenti alla forza sismica (SFRS) include il telaio a momento speciale (SMF), il telaio a momento intermedio (IMF), il telaio a momento ordinario (OMF), il telaio ordinario concentricamente controventato (OCBF) e il telaio speciale concentricamente controventato (SCBF) )
Verifica della duttilità dei rapporti larghezza-spessore per anime e ali
Calcolo della resistenza e della rigidezza richieste per il controvento di stabilità delle travi
Calcolo della spaziatura massima per i controventi di stabilità delle travi
Calcolo della resistenza richiesta nelle posizioni delle cerniere per il controvento di stabilità delle travi
Calcolo della resistenza necessaria della colonna con l'opzione di trascurare tutti i momenti flettenti, il taglio e la torsione per lo stato limite di sovraresistenza
Verifica dei rapporti di snellezza di pilastri e controventi
Il risultato della verifica sismica è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti.
I "Requisiti sismici" includono la resistenza a flessione richiesta e la resistenza a taglio richiesta del collegamento trave-colonna per telai a momento. Sono elencati nella scheda "Collegamento del telaio dei momenti per asta". Per i telai controventati, la resistenza a trazione del collegamento richiesta e la resistenza a compressione del collegamento richiesta del controvento sono elencate nella scheda "Collegamento controvento per asta".
Il programma fornisce le verifiche eseguite nelle tabelle. I dettagli della verifica mostrano chiaramente le formule e i riferimenti alla norma.
Utilizzando il tipo di asta "Dissipatore viscoso", è possibile definire un coefficiente di smorzamento, una costante della molla e una massa. Questo tipo di asta estende le possibilità all'interno dell'analisi time history.
Per quanto riguarda la viscoelasticità, il tipo di asta "Dissipatore viscoso" è simile al modello Kelvin-Voigt, che è costituito dall'elemento di smorzamento e da una molla elastica (entrambi collegati in parallelo).
Per i diagrammi di calcolo, "2D | Cerniera" è disponibile. Questi diagrammi delle cerniere mostrano la risposta delle cerniere delle situazioni di carico per le cerniere non lineari.
Per i calcoli con diverse situazioni di carico, come nel caso delle analisi pushover e dell'analisi time history, è possibile valutare lo stato della cerniera in ogni fase di carico.
Nel add-on Analisi modale, si ha la possibilità di aumentare automaticamente gli autovalori ricercati fino a raggiungere un coefficiente di massa modale efficace definito. Vengono prese in considerazione tutte le direzioni traslazionali attivate come masse per l'analisi modale.
Pertanto, è possibile calcolare facilmente il 90% richiesto della massa modale efficace per il metodo dello spettro di risposta.
Il Analisi time history fornisce gli accelerogrammi per il calcolo. Questa estensione consente l'analisi strutturale dinamica dei diagrammi accelerazione-tempo.
C'è una vasta libreria di registrazioni di terremoti disponibile per te, ma puoi anche inserire o importare i tuoi diagrammi. L'analisi time history viene eseguita utilizzando l'analisi modale o l'analisi implicita lineare di Newmark.
Per un'analisi con spettro di risposta dei modelli di edifici, è possibile visualizzare i coefficienti di sensibilità per le direzioni orizzontali per piano.
Queste cifre chiave consentono di interpretare la sensibilità agli effetti di stabilità.
È necessario inserire i diagrammi forza-tempo richiesti. Possono essere combinati in casi di carico o combinazioni di carico del tipo Analisi time history | Diagrammi temporali con il carico per definire dove e in quale direzione agiscono i diagrammi forza-tempo.
La seconda opzione è inserire i diagrammi accelerazione-tempo, che possono essere generati in casi di carico del tipo Time History Analysis | accelerogramma può essere utilizzato.
Tutti i parametri di calcolo sono specificati nelle impostazioni dell'analisi time history. Questi includono, ad esempio, il tipo di metodo di analisi e il tempo massimo di calcolo.
L'analisi time history viene eseguita con l'analisi modale o l'analisi implicita lineare di Newmark. L'analisi time history in questo add-on è limitata ai sistemi lineari. Sebbene l'analisi modale rappresenti un algoritmo veloce, è necessario utilizzare un certo numero di autovalori per garantire la precisione richiesta dei risultati.
L'analisi implicita di Newmark è un metodo molto preciso, indipendente dal numero di autovalori utilizzati, ma richiede un numero sufficiente di piccoli passi di tempo per il calcolo.
Non appena il programma ha completato il calcolo, viene elencato il riepilogo dei risultati. Tutte le finestre dei risultati sono integrate nel programma principale RFEM/RSTAB. Puoi trovare tutti i risultati nelle tabelle, possono essere visualizzati per ogni singolo time step o come un inviluppo e hai anche la possibilità di visualizzare i risultati graficamente e di animare i risultati.
I risultati dell'analisi time history possono essere visualizzati nei diagrammi di calcolo. Tutti i risultati sono mostrati in funzione del tempo. È possibile esportare i valori numerici in MS Excel.
Tutte le tabelle dei risultati e i grafici fanno parte della relazione di calcolo di RFEM/RSTAB. In questo modo, è possibile garantire una documentazione chiaramente organizzata. È anche possibile esportare le tabelle in MS Excel.
L'analisi pushover è gestita da un nuovo tipo di analisi appena introdotto nelle combinazioni di carico. Qui si ha accesso alla selezione della distribuzione e della direzione del carico orizzontale, alla selezione di un carico costante, alla selezione dello spettro di risposta desiderato per la determinazione dello spostamento obiettivo e alle impostazioni dell'add-on Analisi pushover personalizzate per l'analisi pushover.
Nelle impostazioni dell'analisi pushover, è possibile modificare l'incremento del carico orizzontale crescente e specificare la condizione di arresto per l'analisi. Inoltre, è possibile regolare facilmente la precisione per la determinazione iterativa dello spostamento obiettivo.
Cosa sono i giunti in plastica? Molto semplice: i cardini in plastica secondo FEMA 356 ti aiutano a creare curve pushover. Queste sono cerniere con comportamento non lineare con proprietà di snervamento preimpostate e criteri di accettazione per aste in acciaio (Capitolo 5 - FEMA 356).
Hai già scoperto l'output tabellare e grafico delle masse nei punti della mesh? A destra, questo è anche uno dei risultati dell'analisi modale in RFEM 6. In questo modo, è possibile controllare le masse importate che dipendono da varie impostazioni dell'analisi modale. Possono essere visualizzati nella scheda Masse nei punti della mesh della tabella dei risultati. La tabella fornisce una panoramica dei seguenti risultati: Massa - Direzione di traslazione (mX, mY, mZ ), Massa - Direzione di rotazione (mφX, mφY, mφZ ) e Somma delle masse. Sarebbe meglio per te avere una valutazione grafica il più rapidamente possibile? Quindi è anche possibile visualizzare graficamente le masse nei punti della mesh.
Come'hai già appreso, i risultati di un caso di carico dell'analisi modale vengono visualizzati nel programma dopo un calcolo riuscito. È quindi possibile vedere immediatamente la prima forma modale graficamente o come animazione. È anche possibile regolare facilmente la rappresentazione della normalizzazione della forma modale. Fallo direttamente nel navigatore Risultati, dove hai una delle quattro opzioni per la visualizzazione delle forme modali disponibili per la selezione:
Ridimensionamento del valore del vettore della forma modale uj a 1 (considera solo le componenti di traslazione)
Selezionando la componente traslazionale massima dell'autovettore e impostandola a 1
Considerando l'intero autovettore (comprese le componenti di rotazione), selezionando il massimo e impostandolo a 1
Impostazione della massa modale mi per ciascuna forma modale a 1 kg
È possibile trovare una spiegazione dettagliata della normalizzazione della forma modale nel Manuale online .
Vuoi considerare altri carichi come masse oltre ai carichi statici? Il programma lo consente per carichi dei nodi, delle aste, delle linee e delle superfici. Per questo, è necessario selezionare il tipo di carico di massa quando si definisce il carico di interesse. Definire una massa o i componenti di massa nelle direzioni X, Y e Z per tali carichi. Per le masse nodali, hai un'opzione aggiuntiva per specificare anche i momenti di inerzia X, Y e Z al fine di modellare punti di massa più complessi.
Spesso è necessario trascurare le masse. Questo è particolarmente vero quando si desidera utilizzare l'output dell'analisi modale per l'analisi sismica. Per questo, per il calcolo è necessario il 90% della massa modale efficace in ciascuna direzione. Quindi è possibile trascurare la massa in tutti i vincoli fissi dei nodi e delle linee. Il programma disattiva automaticamente le masse associate.
È anche possibile selezionare manualmente gli oggetti le cui masse devono essere trascurate per l'analisi modale. Abbiamo mostrato quest'ultimo nell'immagine per una migliore visualizzazione. Viene effettuata una selezione definita dall'utente e gli oggetti con le loro componenti di massa associate vengono selezionati per trascurare le masse.
Quando si definiscono i dati di input per il caso di carico dell'analisi modale, è possibile considerare un caso di carico le cui rigidezze rappresentano la posizione iniziale per l'analisi modale. Come si fa? Come mostrato nell'immagine, seleziona l'opzione "Considera stato iniziale da". Ora, apri la finestra di dialogo "Impostazioni stato iniziale" e definisci il tipo Rigidezza come stato iniziale. In questo caso di carico, a partire dal quale è lo stato iniziale preso in considerazione, è possibile considerare la rigidezza del sistema strutturale quando le aste tese si rompono. Lo scopo di tutto questo: La rigidezza da questo caso di carico è considerata nell'analisi modale. In questo modo, si ottiene un sistema chiaramente flessibile.
Puoi già vederlo nell'immagine: Le imperfezioni possono anche essere prese in considerazione quando si definisce un caso di carico dell'analisi modale. I tipi di imperfezione che è possibile utilizzare nell'analisi modale sono carichi teorici dal caso di carico, oscillazione iniziale tramite tabella, deformazione statica, modalità di instabilità, forma modale dinamica e gruppo di casi di imperfezione.
Lo sapevi che...? È possibile definire facilmente modifiche strutturali nei casi di carico del tipo di analisi modale. Ciò consente, ad esempio, di regolare individualmente le rigidezze di materiali, sezioni trasversali, aste, superfici, cerniere e vincoli esterni. È anche possibile modificare le rigidezze per alcuni add-on di verifica. Una volta selezionati gli oggetti, le loro proprietà di rigidezza vengono adattate al tipo di oggetto. In questo modo, è possibile definirli in schede separate.
Vuoi analizzare la rottura di un oggetto (ad esempio, una colonna) nell'analisi modale? Anche questo è possibile senza problemi. Basta passare alla finestra Modifica struttura e disattivare gli oggetti pertinenti.
Il tuo obiettivo è determinare il numero di forme modali? Il programma offre due metodi per questo. Da un lato, è possibile definire manualmente il numero delle forme modali più piccole da calcolare. In questo caso, il numero di forme modali disponibili dipende dai gradi di libertà (cioè dal numero di punti di massa liberi moltiplicato per il numero di direzioni in cui agiscono le masse). Tuttavia, è limitato a 9999. D'altra parte, è possibile impostare la frequenza naturale massima nel modo in cui il programma ha determinato automaticamente le forme modali fino a raggiungere la frequenza naturale impostata.
Il calcolo è finito? I risultati dell'analisi modale sono quindi disponibili sia graficamente che in tabelle. Visualizza le tabelle dei risultati per il caso di carico o i casi di carico dell'analisi modale. Pertanto, è possibile vedere a prima vista gli autovalori, le frequenze angolari, le frequenze naturali e i periodi naturali della struttura. Anche le masse modali efficaci, i coefficienti di massa modale e i coefficienti di partecipazione sono visualizzati chiaramente.
Sono disponibili diverse opzioni per definire le masse per un'analisi modale. Mentre le masse dovute al peso proprio sono considerate automaticamente, è possibile considerare i carichi e le masse direttamente in un caso di carico del tipo di analisi modale. Hai bisogno di più opzioni? Seleziona se considerare i carichi completi come masse, i componenti del carico nella direzione Z globale o solo i componenti del carico nella direzione della gravità.
Il programma offre un'opzione aggiuntiva o alternativa per l'importazione delle masse: Una definizione manuale delle combinazioni di carico a partire dalle quali sono le masse considerate nell'analisi modale. Hai selezionato una norma di progetto? È quindi possibile creare una situazione di progetto con il tipo di combinazione di massa sismica. Pertanto, il programma calcola automaticamente una situazione di massa per l'analisi modale secondo la norma di progetto preferita. In altre parole: Il programma crea una combinazione di carico sulla base dei coefficienti di combinazione preimpostati per la norma selezionata. Questo contiene le masse utilizzate per l'analisi modale.
Rispetto al modulo aggiuntivo RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations (RFEM 5/RSTAB 8), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Analisi modale per RFEM 6/RSTAB 9:
Coefficienti di combinazione preimpostati per varie norme (EC 8, ASCE, ecc.)
Trascuratezza facoltativa delle masse (ad esempio, massa delle fondazioni)
Metodi per determinare il numero di forme modali (definito dall'utente, automatico - per raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci, automatico - per raggiungere la frequenza naturale massima)
Output di masse modali, masse modali efficaci, fattori di massa modale e fattori di partecipazione
Output tabellare e grafico delle masse nei punti della mesh
Varie opzioni di ridimensionamento per le forme modali nel navigatore dei risultati
Rispetto al modulo aggiuntivo RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads (RFEM 5/RSTAB 8), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Analisi con spettro di risposta per RFEM 6 / RSTAB 9:
Spettri di risposta di numerose norme (EN 1998, DIN 4149, IBC 2018, ecc.)
Spettri di risposta definiti dall'utente o generati dagli accelerogrammi
Approccio agli spettri di risposta in funzione della direzione
I risultati sono memorizzati centralmente in un caso di carico con i livelli sottostanti per garantire la chiarezza
Le azioni torsionali eccezionali possono essere prese in considerazione automaticamente
Combinazioni automatiche di carichi sismici con gli altri casi di carico per l'uso in una situazione di progetto eccezionale
Il software di analisi strutturale Dlubal fa molto lavoro per te. I parametri di input, che sono rilevanti per le norme selezionate, sono suggeriti dal programma secondo le regole. Inoltre, è possibile inserire gli spettri di risposta manualmente.
I casi di carico del tipo Analisi con spettro di risposta definiscono la direzione in cui agiscono gli spettri di risposta e quali autovalori della struttura sono rilevanti per l'analisi. Nelle impostazioni dell'analisi spettrale, è possibile definire i dettagli per le regole di combinazione, lo smorzamento (se applicabile) e l'accelerazione di periodo zero (ZPA).
Lo sapeva che... ? I carichi statici equivalenti sono generati separatamente per ogni autovalore e direzione di eccitazione. Questi carichi vengono salvati in un caso di carico del tipo Analisi con spettro di risposta e RFEM/RSTAB esegue un'analisi statica lineare.
I casi di carico del tipo Analisi con spettro di risposta contengono i carichi equivalenti generati. Innanzitutto, i contributi modali devono essere sovrapposti con la regola SRSS o CQC. In questo caso, è possibile utilizzare i risultati con segno in base alla forma modale dominante.
Successivamente, le componenti direzionali delle azioni sismiche sono combinate con la regola SRSS o 100%/30%.
Considerazione automatica delle masse dal peso proprio
Importazione diretta delle masse dai casi e dalle combinazioni di carico
Definizione facoltativa di masse aggiuntive (masse nodali, lineari o di superficie, nonché masse di inerzia) direttamente nei casi di carico
Trascuratezza facoltativa delle masse (ad esempio, massa delle fondazioni)
Combinazione di masse in diversi casi di carico e combinazioni di carico
Coefficienti di combinazione preimpostati per varie norme (EC 8, SIA 261, ASCE 7,...)
Importazione facoltativa degli stati iniziali (ad esempio, per considerare la precompressione e l'imperfezione)
Variazione della struttura
Considerazione di vincoli esterni o di aste/superfici/solidi
Definizione di varie analisi modali (ad esempio, per analizzare diverse variazioni delle masse o modifiche delle rigidità)
Selezione del tipo di matrice di massa (matrice diagonale, matrice coerente, matrice unitaria), inclusa la specifica definita dall'utente dei gradi di libertà traslazionali e rotazionali
Metodi per determinare il numero di forme modali (definito dall'utente, automatico - per raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci, automatico - per raggiungere la frequenza naturale massima - disponibile solo in RSTAB)
Determinazione delle forme modali e delle masse nei nodi
Risultati di autovalori, frequenza angolare, frequenza naturale e periodo
Output di masse modali, masse modali efficaci, fattori di massa modale e fattori di partecipazione
Output tabellare e grafico delle masse nei punti della mesh
Visualizzazione e animazione delle forme modali
Diverse opzioni di scala per le forme modali
Documentazione dei risultati numerici e grafici nella relazione di calcolo
Nelle impostazioni dell'analisi modale, è necessario inserire tutti i dati necessari per la determinazione delle frequenze naturali. Questi sono, ad esempio, forme di massa e solutori di autovalori.
L'add-on Analisi modale determina gli autovalori più bassi della struttura. Puoi regolare il numero di autovalori o lasciarli determinare automaticamente. Quindi, dovresti raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci o le frequenze naturali massime. Le masse vengono importate direttamente dai casi di carico e dalle combinazioni di carico. In questo caso, si ha la possibilità di considerare la massa totale, le componenti del carico nella direzione Z globale o solo la componente del carico nella direzione della gravità.
È possibile definire manualmente masse aggiuntive su nodi, linee, aste o superfici. Inoltre, è possibile influenzare la matrice di rigidezza importando le forze assiali o le variazioni di rigidezza di un caso di carico o di una combinazione di carico.