Per le strutture che si qualificano per la Procedura di Analisi Dinamica, due ulteriori sotto-metodi sono definiti nel 4.1.8.12 [1], inclusa un'Analisi Dinamica Lineare, con un Metodo di Spettro di Risposta Modale, il Metodo di Integrazione Numerica della Cronologia Temporale Lineare, o un'Analisi Dinamica Non Lineare. Questo articolo si concentrerà su un Metodo di Spettro di Risposta Modale (RSA) e sui requisiti ulteriori per il taglio di base definiti nel NBC 2015.
Variazioni del Taglio di Base NBC 2015
Assumendo che un RSA sia calcolato secondo l'NBC, che è al di là dell'ambito di questo articolo, il taglio di base può essere determinato al piano inferiore della struttura in ciascuna delle direzioni ortogonali in cui viene applicato il carico sismico laterale. Una serie di passaggi nell'Articolo 4.1.8.12 [1] definisce le varie variazioni del taglio di base necessarie per scalare alla fine i tagli della storia, le forze della storia, le forze dei membri e la deflessione, se necessario.
Passo 1)
Nel Comma (5) [1], il taglio di base elastico, Ve, dovrebbe essere determinato da un'analisi dinamica lineare, che è il primo passo per comprendere i requisiti per il taglio di base dell'NBC. Ve non dovrebbe includere fattori aggiuntivi o scalature applicate allo spettro di risposta.
Passo 2)
Determinare il taglio di base elastico di progetto, Ved, noto anche come "forza elastica di progetto del terremoto laterale", secondo il Comma (6) [1] usando Ve determinato dal Comma (5) [1]. Per tutte le strutture situate su siti diversi dalla Classe F e che hanno un sistema di resistenza alle forze sismiche (SFRS) con un fattore di modifica della forza legato alla duttilità, Rd, uguale o maggiore di 1.5, allora Ve dovrebbe essere moltiplicato per il maggiore dei seguenti due fattori:
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S(0.2) |
Design spectral response acceleration for a period of T = 0.2 sec |
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S(0.5) |
Design spectral response acceleration for a period of T = 0.5 sec |
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S(Ta) |
Design spectral response acceleration for the fundamental lateral period of vibration of the structure in the direction under consideration |
Passo 3)
Il Ved precedentemente determinato dovrebbe essere moltiplicato per il fattore di importanza, Ie, dato nell'Articolo 4.1.8.5 [1] e diviso per il fattore di modifica della forza legato alla duttilità moltiplicato per il fattore di modifica della forza legato alla sovraresistenza, RdRo, trovato nella Tabella 4.1.8.9 [1] per determinare il taglio di base di progetto, Vd.
Passo 4)
Determinare la forza di progetto del terremoto laterale, V, data nell'Articolo 4.1.8.11 [1] secondo l'ESFP semplificato.
Requisiti di Scalatura del Taglio di Base NBC 2015
Con le informazioni sopra, in collaborazione con 4.1.8.12(8) [1], se Vd dal Passo 3 è inferiore all'80% di V dal Passo 4, allora Vd dovrebbe essere considerato come 0.8V per tutte le strutture regolari e le strutture irregolari autorizzate a essere progettate con l'ESFP.
Per tutte le strutture irregolari che richiedono un'analisi dinamica specificata nel 4.1.8.7 [1], così come le strutture in legno superiori a 4 piani che soddisfano i criteri stabiliti nel 4.1.8.12(12) [1], allora Vd deve essere considerato il maggiore tra Vd o V dichiarato nel 4.1.8.12(9) [1].
In aggiunta a questi minimi, il fattore di scala Vd/Ve dovrebbe essere applicato ai tagli della storia, alle forze della storia, alle forze dei membri e alle deflessioni, inclusi gli effetti della torsione accidentale per determinare i valori di progetto dal 4.1.8.12(10) [1].
Applicazione del Taglio di Base NBC 2015 in RFEM
Con le molteplici variazioni per il taglio di base discusse nel NBC 2015, potrebbe essere difficile determinare quale variante di taglio di base viene fornita quando si esegue un'analisi di spettro di risposta secondo lo standard nel programma di analisi strutturale RFEM.
Nel modulo RF-DYNAM Pro – Carichi Equivalenti, sono disponibili due tipi di spettro dopo aver selezionato NBC 2015, compreso lo "Spettro di risposta elastico" e lo "Spettro di progetto per il calcolo lineare".
Lo "Spettro di risposta elastico" fornirà il taglio di base elastico della struttura, Ve, dal 4.1.8.12(5) [1] o Passo 1 sopra. Questo valore non include la considerazione di Ie/RdRo o altri fattori.
Lo "Spettro di progetto per il calcolo lineare" fornirà il taglio di base di progetto della struttura, Vd, dal 4.1.8.12(7) [1] o Passo 3 sopra. Tuttavia, si noti che il fattore aggiuntivo specificato nel 4.1.8.12(6) o Passo 2 sopra non è incluso in questo calcolo. Il calcolo include Ie/RdRo, poiché queste variabili sono elencate nella tabella dei Parametri delle Norme di RF-DYNAM Pro – Carichi Equivalenti, mentre non sono elencate per lo "Spettro di risposta elastico".
Per entrambi i tipi di spettro, l'utente avrà la possibilità di scalare i carichi equivalenti per tenere conto dei requisiti del fattore di scala nel modulo aggiuntivo. Ad esempio, lo "Spettro di risposta elastico", che è necessario per analizzare le deflessioni della struttura poiché non include gli effetti di Ie/RdRo, potrebbe avere bisogno di essere scalato da Vd/Ve come richiesto nel 4.1.8.12(10). Per il tipo "Spettro di Progetto per il Calcolo Lineare", il fattore di scala Vd/Ve potrebbe anche essere applicato oltre al fattore specificato nel 4.1.8.12(6) o Passo 2 sopra, che non è incluso nel calcolo. RF-DYNAM Pro – Carichi Equivalenti fornisce un'opzione di scalatura in ciascuna delle direzioni globali X, Y e Z, in cui la forza sismica può essere applicata.
In sintesi, il requisito di analisi dinamica lineare e, in particolare, l'analisi dello spettro di risposta modale stabilita dal NBC 2015, può essere considerata utilizzando il programma FEA RFEM oltre al modulo aggiuntivo RF-DYNAM Pro - Carichi Equivalenti. Le molte variazioni del taglio di base nell'Articolo 4.1.8.12 possono essere calcolate utilizzando il programma con la designazione del tipo di spettro o l'applicazione dell'opzione di ingresso del fattore di scala nel modulo.
