Учет в нахождении собственных колебаний с помощью дополнительного модуля RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations
Если в системе имеются растянутые стержни, то они будут линеаризованы в RF-/DYNAM Pro и интерпретированы как элементы фермы, которые могут одинаково воспринимать как сжимающие, так и растягивающие силы. Одним из возможных вариантов является определение собственных колебаний в системе, в которой некоторые растягивающие стержни уже вышли из работы. Для этого необходимо задать предварительную деформацию в одном направлении, а соответствующие растянутые стержни деактивировать вручную для имитации выхода из работы.
В основной программе (RFEM или RSTAB) при этом нужно задать нагружение, которое в лучшем случае не содержит нагрузок (или содержит только очень небольшие нагрузки), а служит только к деактивации соответствующих стержней.
В нашем примере двумерной рамы предусмотрена предварительная деформация в положительном направлении X. Таким образом, стержни 5, 8 и 11 деактивированы в заданном нагружении. Данное нагружение можно затем импортировать в качестве исходного состояния в RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations с помощью опции «изменения жесткости». Рекомендуется создать несколько случаев собственных колебаний (NVC) для того, чтобы оценить степень изменения частоты модели при выходе из работы растягивающих стержней.
Учет в анализе спектра реакций в дополнительном модуле RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads
Случаи собственных колебаний, заданные на первом этапе, можно затем присвоить динамическим нагружениям (DLC) для того, чтобы выполнить анализ спектра реакции с помощью эквивалентных нагрузок. В DLC 1 собственные формы были рассчитаны по линейной системе и, таким образом, были учтены все стержни. При этом в программе RFEM или RSTAB растянутые стержни активны в экспортированных нагружениях. Для того, чтобы предотвратить выполнение расчета в разных конструктивных системах и возникновение конфликта, экспортированные нагружения также должны быть рассчитаны в линейной системе. Если вы хотите выполнить полный линейный расчет, то вы должны деактивировать нелинейности у данных нагружений.
В DLC 2 был импортирован случай собственных колебаний, в котором растянутые стержни вышли из работы. Таким образом, эквивалентные нагрузки основаны на той же системе, что и рассчитанные внутренние силы и деформации.
В случаях 2 и 3 (т. е. с учетом растянутых стержней) в расчетном сочетании не рекомендуется суперпозиция, так как отдельные модальные составляющие дают в сочетании квадратичную суперпозицию и, таким образом, знаки теряются. Поэтому в растянутых стержнях могут снова возникнуть сжимающие силы. Для конструкций, в которых присутствует одна доминирующая собственная форма в каждом направлении, можно применить параметр «присвоение результатам знака с использованием доминирующей формы». Таким образом будут сохранены знаки доминирующей формы.
Оценка результатов
Собственные колебания конструкции отличаются по величине собственной частоты, но направление и форма подобны. При деактивировании растягивающих стержней конструкция становится значительно менее жесткой, а частоты уменьшаются благодаря меньшей жесткости. В обоих случаях преобладает первая собственная форма (коэффициент эффективной эквивалентной массы составляет около 80%).
Результаты анализа спектра реакций также существенно различаются. Оценка основана на первой собственной форме, то есть выполняется в пределах созданного нагружения. Если сравнить нормальные силы в растянутых стержнях, то становится ясно, что они сильно возрастут при учете растянутых стержней. Это происходит из-за выхода из работы стержней, нагруженных сжатием, которые могли быть задействованы в первом анализируемом случае и способствовали стабилизации.
При этом общая сейсмическая сила будет выше, если пренебречь нелинейностями и, таким образом, создает определенный запас. Это можно увидеть в таблице «4.0 Результаты - Обобщение». В программе RFEM можно также применить результирующий стержень. Таким образом, если вы хотите проанализировать только общую сейсмическую силу (например, для сравнения с другими горизонтальными воздействиями), пренебрежение растянутыми стержнями является более надежным.
При учете растянутых стержней следует выполнить оценку результатов вручную и ее нельзя обобщать. Рекомендуем применить инструмент Excel, который позволит вручную выполнить квадратичное наложение сил из отдельных нагружений. При расчете асимметричной конструкции нужно проанализировать предварительную деформацию в положительном и отрицательном направлении.
