La norma ASCE 7-22 [1], cap. 12.9.1.6 specifica quando gli effetti P-delta dovrebbero essere considerati quando si esegue un'analisi con spettro di risposta modale per la progettazione sismica. In NBC 2020 [2], Sent. 4.1.8.3.8.c fornisce solo un breve requisito che gli effetti di oscillazione dovuti all'interazione dei carichi gravitazionali con la struttura deformata dovrebbero essere considerati. Pertanto, ci possono essere situazioni in cui gli effetti del secondo ordine, noti anche come P-delta, devono essere considerati quando si esegue un'analisi sismica.
Questo articolo presenta i concetti di base della dinamica strutturale e il loro ruolo nella progettazione sismica delle strutture. Grande enfasi è data alla spiegazione degli aspetti tecnici in modo comprensibile, in modo che i lettori senza una profonda conoscenza tecnica possano avere una visione dell'argomento.
I tre tipi di telai a momento (ordinario, intermedio, speciale) sono disponibili nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-22 è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti.
L'articolo 4.1.8.7 del National Building Code of Canada (NBC) 2020 fornisce una procedura chiara per i metodi di analisi dei terremoti. Il metodo più avanzato, la procedura di analisi dinamica nell'articolo 4.1.8.12, dovrebbe essere utilizzato per tutti i tipi di struttura ad eccezione di quelli che soddisfano i criteri di cui al punto 4.1.8.7. Il metodo più semplicistico, la procedura della forza statica equivalente (ESFP) nell'articolo 4.1.8.11, può essere utilizzato per tutte le altre strutture.
Per valutare se è necessario considerare anche l'analisi del secondo ordine in un'analisi dinamica, il coefficiente di sensibilità della deriva dell'interpiano θ è fornito nella EN 1998-1, punti 2.2.2 e 4.4.2.2. Può essere calcolato e analizzato con RFEM 6 e RSTAB 9. Il coefficiente θ è calcolato come segue:$$\mathrm\theta\;=\;\frac{\displaystyle{\mathrm P}_\mathrm{tot}\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm r }{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$$
Per la verifica allo stato limite ultimo, EN 1998-1, i punti 2.2.2 e 4.4.2.2 richiedono un calcolo considerando la teoria del secondo ordine (effetto P-Δ). Questo effetto può essere trascurato solo se il coefficiente di sensibilità al drift dell'interpiano θ è inferiore a 0,1.
L'add-on Verifica acciaio in RFEM 6 ora offre la possibilità di eseguire la verifica sismica secondo AISC 341-16 e AISC 341-22. Attualmente sono disponibili cinque tipi di sistemi resistenti alla forza sismica (SFRS).
I tre tipi di telai a momento (ordinario, intermedio, speciale) sono disponibili nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-16 è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti.
La verifica del telaio di momento secondo AISC 341-16 è ora possibile nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti. Questo articolo copre la resistenza richiesta del collegamento. Viene presentato un esempio di confronto dei risultati tra RFEM e il Manuale di progettazione sismica AISC [2].
La verifica di un telaio ordinario controventato concentricamente (OCBF) e di un telaio speciale concentricamente controventato (SCBF) può essere eseguita nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-16 e 341-22 è classificato in due sezioni: Requisiti delle aste e requisiti di collegamento.
Sia la determinazione delle vibrazioni naturali che l'analisi dello spettro di risposta vengono sempre eseguite su un sistema lineare. Se nel sistema esistono non linearità, queste vengono linearizzate e quindi non prese in considerazione. Sono causate, ad esempio, da aste tese, vincoli esterni non lineari o cerniere non lineari. Questo articolo mostra come gestirle in un'analisi dinamica.
L'analisi dello spettro di risposta è uno dei metodi di calcolo più utilizzati in caso di terremoto. Questo metodo ha molti vantaggi. La più importante è la semplificazione: essa semplifica la complessità dei terremoti fino al punto che la verifica può essere eseguita con uno sforzo ragionevole. Al contrario, lo svantaggio di questo metodo è che molte informazioni vengono perse a causa di questa semplificazione. Un modo per moderare questo svantaggio è di usare la combinazione lineare equivalente quando si combinano le risposte modali. Questo sarà spiegato in dettaglio in questo articolo con un esempio.
Gli eventi degli ultimi anni ci ricordano l'importanza dell'ingegneria antisismica nelle regioni soggette a terremoti. Per te come ingegnere, la verifica di strutture in aree soggette a sisma è un compromesso costante tra l'efficienza economica - le possibilità finanziarie - e la sicurezza strutturale. Se un crollo è inevitabile, gli ingegneri devono stimare come influenzerà la struttura. Questo articolo ha lo scopo di fornire un'opzione su come eseguire questa stima.
L'obiettivo dell'utilizzo di RFEM 6 e Blender con l'add-on Bullet Constraints Builder è ottenere una rappresentazione grafica del collasso di un modello basata su dati reali delle proprietà fisiche. RFEM 6 funge da origine della geometria e dei dati per la simulazione. Questo è un altro esempio del perché è importante mantenere i nostri programmi come BIM Open, al fine di ottenere la collaborazione tra i domini software.
L'add-on "Analisi modale" in RFEM 6 consente di eseguire l'analisi modale dei sistemi strutturali, determinando così i valori di vibrazione naturale come frequenze naturali, forme modali, masse modali e coefficienti di massa modale efficaci. Questi risultati possono essere utilizzati per la progettazione delle vibrazioni, nonché per ulteriori analisi dinamiche (ad esempio, il carico di uno spettro di risposta).
L'analisi dinamica in RFEM 6 e RSTAB 9 è divisa in diversi add-on. L'add-on Analisi modale è un prerequisito per tutti gli altri add-on dinamici, poiché esegue l'analisi delle vibrazioni naturali per modelli di aste, di superfici e di solidi.
L'analisi modale è il punto di partenza per l'analisi dinamica dei sistemi strutturali. Puoi usarlo per determinare i valori di vibrazione naturali come frequenze naturali, deformate modali, masse modali e coefficienti di massa modale efficaci. Questo risultato può essere utilizzato per la progettazione delle vibrazioni e può essere utilizzato per ulteriori analisi dinamiche (ad esempio, il carico di uno spettro di risposta).
L'analisi sismica è possibile in RFEM 6 utilizzando gli add-on Analisi modale e Analisi con spettro di risposta. Una volta eseguita l'analisi spettrale, è possibile utilizzare l'add-on Modello edificio per visualizzare le azioni dei piani, i drift degli interpiani e le forze nelle pareti di taglio.
L'analisi sismica in RFEM 6 è possibile utilizzando l'analisi modale e gli add-on per l'analisi dello spettro di risposta. Il concetto generale dell'analisi sismica in RFEM 6 si basa sulla creazione di un caso di carico per l'analisi modale e uno per l'analisi con spettro di risposta. I gruppi di standard per queste analisi sono impostati nella scheda Standard II dei Dati di base del modello.
I carichi esplosivi da esplosivi ad alta energia, accidentali o intenzionali, sono rari ma possono essere un requisito di progettazione strutturale. Questi carichi dinamici differiscono dai carichi statici standard a causa della loro grande entità e della loro durata molto breve. Uno scenario di esplosione può essere eseguito direttamente in un programma FEA come analisi time history per ridurre al minimo la perdita di vite umane e valutare i vari livelli di danno strutturale.
Mit dem Zusatzmodul RF-/HOLZ Pro ist es möglich, für die Bemessung nach EN 1995-1-1 den aus der DIN 1052 bekannten Schwingungsnachweis zu führen. Dieser besagt, dass unter ständiger und quasi-ständiger Einwirkung die Durchbiegung am ideellen Einfeldträger einen Grenzwert (nach DIN 1052 6 mm) nicht überschreiten darf. Wenn man den Zusammenhang zwischen Eigenfrequenz und Durchbiegung für einen mit konstanter Streckenlast belasteten, gelenkigen Einfeldträger berücksichtigt, so resultiert aus den 6 mm eine Mindesteigenfrequenz von zirka 7,2 Hz.
In RFEM kann an vielen Stellen eine Modifizierung von Steifigkeiten für Materialien, Querschnitte, Stäbe, Lastfälle und Lastkombinationen erfolgen. Um diese Modifizierungen auch bei der Ermittlung der Eigenfrequenzen zu berücksichtigen, gibt es zwei Optionen in RF-DYNAM Pro.
Mit RF-/DYNAM Pro Ersatzlasten ist es möglich, eine Ersatzlastberechnung anhand des multimodalen Antwortspektren-Verfahrens zu durchzuführen. Im dargestellten Beispiel wurde dies für einen Mehrmassenschwinger durchgeführt.
L'articolo 4.1.8.7 del National Building Code of Canada (NBC) 2015 fornisce una procedura chiara per i metodi di analisi dei terremoti. Il metodo più avanzato, la procedura di analisi dinamica nell'articolo 4.1.8.12, dovrebbe essere utilizzato per tutti i tipi di struttura ad eccezione di quelli che soddisfano i criteri di cui al punto 4.1.8.7. Il metodo più semplicistico, la procedura della forza statica equivalente (ESFP) nell'articolo 4.1.8.11, può essere utilizzato per tutte le altre strutture.
In questo articolo, vengono mostrate le rappresentazioni di uno scenario di esplosione di una detonazione a distanza eseguita in RF-DYNAM Pro - Forced Vibrationse gli effetti vengono confrontati nell'analisi time history lineare.
Utilizzando l'analisi modale nel modulo aggiuntivo DYNAM Pro - Forced Vibrations, è possibile determinare la risposta allo stato stazionario per strutture periodicamente eccitate. Questo è un vantaggio se interessa solo lo stato stazionario della struttura. Invece della soluzione completa dell'equazione del moto, viene visualizzata solo la soluzione speciale.
L'analisi dello spettro di risposta è uno dei metodi di calcolo più utilizzati in caso di terremoto. Questo metodo ha molti vantaggi. La più importante è la semplificazione: essa semplifica la complessità dei terremoti fino al punto che la verifica può essere eseguita con uno sforzo ragionevole. Al contrario, lo svantaggio di questo metodo è che molte informazioni vengono perse a causa di questa semplificazione. Un modo per moderare questo svantaggio è di usare la combinazione lineare equivalente quando si combinano le risposte modali. Questo sarà spiegato in dettaglio in questo articolo con un esempio.
Sia la determinazione delle vibrazioni naturali che l'analisi dello spettro di risposta vengono sempre eseguite su un sistema lineare. Se nel sistema esistono non linearità, queste vengono linearizzate e quindi non prese in considerazione. Le aste dritte in trazione sono molto spesso utilizzate. Nel nostro articolo spiegheremo come visualizzarli approssimativamente correttamente in un'analisi dinamica.
Al fine di considerare le imprecisioni riguardanti la posizione delle masse in un'analisi con spettro di risposta, le norme per la progettazione sismica specificano le regole che devono essere applicate sia nell'analisi con spettro di risposta semplificata che multimodale. Queste regole descrivono la seguente procedura generale: la massa dell'impalcato deve essere spostata da una certa eccentricità, che quello risulta in un momento torsionale.