Considerazione quando si determinano le vibrazioni naturali utilizzando il modulo aggiuntivo RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations
Wenn Zugstäbe im System vorhanden sind, werden diese in RF-/DYNAM Pro linearisiert und als Fachwerkstäbe interpretiert, welche Druck- und Zugkräfte gleichermaßen aufnehmen können. Eine Möglichkeit ist es nun, die Eigenschwingungen an einem System zu ermitteln, bei dem einige Zugstäbe bereits ausgefallen sind. Dazu muss eine Vorverformung in eine Richtung gewählt werden und die zugehörigen Zugstäbe müssen manuell deaktiviert werden, um einen Ausfall zu simulieren.
Dazu muss im Hauptprogramm (RFEM oder RSTAB) ein Lastfall definiert werden, in dem optimalerweise keine Lasten enthalten sind (oder nur sehr kleine), sondern nur die gewünschten Stäbe deaktiviert werden.
In questo esempio di un telaio bidimensionale, si assume una pre-deformazione nella direzione X positiva. Somit werden die Stäbe 5, 8 und 11 in einem Lastfall deaktiviert. Dieser Lastfall kann dann in RF-/DYNAM Pro - Eigenschwingungen als Anfangszustand mithilfe der Option "Steifigkeitsänderungen" importiert werden. Es empfiehlt sich, mehrere Eigenschwingungsfälle (ESFs) anzulegen, um abzuschätzen wie sich die Frequenzen des Modells ändern, wenn Zugstäbe ausgefallen sind.
Berücksichtigung im Antwortspektrenverfahren innerhalb des Zusatzmoduls RF-/DYNAM Pro - Ersatzlasten
Die im ersten Schritt definierten ESFs können dann den Dynamischen Lastfällen (DLFs) zugewiesen werden, um so ein Antwortspektrenverfahren mit Hilfe von Ersatzlasten durchzuführen. Im DLF 1 wurden die Eigenformen an dem linearen System berechnet und somit alle Stäbe berücksichtigt. In RFEM beziehungsweise RSTAB hingegen sind die Zugstäbe in den exportierten Lastfällen aktiv. Um zu verhindern, dass die Berechnung an unterschiedlichen statischen Systemen durchgeführt wird und es zu einem Konflikt kommt, müssen die exportierten Lastfälle ebenfalls an einem linearen System berechnet werden. Wenn eine komplett lineare Berechnung gewünscht wird, müssen die Nichtlinearitäten für diese Lastfälle deaktiviert werden.
Im DLF 2 wurde der ESF importiert, bei dem die Zugstäbe ausgefallen sind. Die Ersatzlasten beruhen damit auf dem gleichen System wie das System, an dem Schnittgrößen und Verformungen ermittelt werden.
Eine Überlagerung in einer Ergebniskombination wird in den Fällen 2 und 3 (also unter Berücksichtigung der Zugstäbe) nicht empfohlen, da die einzelnen Modalbeiträge durch eine quadratische Überlagerung kombiniert werden und somit die Vorzeichen verloren gehen. Dadurch würden wieder Druckkräfte in den Zugstäben entstehen. Bei Strukturen, in denen es eine dominante Eigenform pro Richtung gibt, kann die Option "Vorzeichengerechte Ergebnisse auf Basis der dominanten Eigenform" verwendet werden. Damit bleiben die Vorzeichen der dominanten Eigenform vorhanden.
Valutazione dei risultati
Die Eigenschwingungen der Struktur unterscheiden sich im Wert der Eigenfrequenz, die Richtung und Form sind jedoch ähnlich. Disattivando le aste tese, la struttura diventa significativamente più morbida e le frequenze sono più piccole a causa della rigidezza inferiore. In entrambi i casi analizzati, il primo automodo è dominante (il coefficiente di massa efficace equivalente è di circa l'80%).
Die Ergebnisse des Antwortspektrenverfahrens unterscheiden sich ebenfalls erkennbar. Die Auswertung erfolgt anhand der ersten Eigenform, also innerhalb des erstellten Lastfalls. Se si confrontano le forze assiali nelle aste tese, diventa chiaro che aumentano notevolmente quando si considerano le aste tese. Risulta dalla rottura delle aste soggette a compressione, che possono essere coinvolte nel primo caso analizzato e contribuire alla stabilizzazione.
Tuttavia, la forza di taglio della base è maggiore se si trascurano le non linearità, ed è quindi al sicuro. Diese kann in der Tabelle "4.0 Ergebnisse - Zusammenfassung" eingesehen werden. In RFEM kann dazu ebenfalls ein Ergebnisstab verwendet werden. Falls also nur eine Untersuchung der Gesamterdbebenkraft erfolgen soll (zum Beispiel zum Vergleich mit anderen horizontalen Einwirkungen), läge die Vernachlässigung der Zugstäbe auf der sicheren Seite.
Die Ergebnisauswertung sollte bei Berücksichtigung von Zugstäben manuell erfolgen und kann nicht verallgemeinert werden. Ein Excel-Tool, welches die Kräfte der einzelnen Lastfälle manuell quadratisch überlagert, wäre empfehlenswert. Se hai analizzato una struttura asimmetrica, dovresti analizzare la pre-deformazione nelle direzioni positiva e negativa.
