For structures that qualify for the Dynamic Analysis Procedure, there are two further sub methods defined in 4.1.8.12 [1], including a Linear Dynamic Analysis, with either a Modal Response Spectrum Method or the Numerical Integration Linear Time History Method, or a Nonlinear Dynamic Analysis. This article will focus on a Modal Response Spectrum Method (RSA) and the further base shear requirements defined in NBC 2015.
Варианты горизонтального сдвига в основании по NBC 2015
При условии, что расчет на основе анализа спектра реакций (RSA) выполняется по NBC, что мы не будем подробно разбирать в нашей статье, горизонтальную силу в плоскости основания можно определить для нижнего этажа конструкции в каждом из ортогональных направлений, в которых действует боковая сейсмическая нагрузка. В разделе 4.1.8.12 [1] указана последовательность шагов для определения различных вариантов горизонтального сдвига в основании, которые требуются для окончательного преобразования поперечных и внутренних сил для этажей, стержневых сил и, при необходимости, прогиба.
Step 1) In Sentence (5) [1], the elastic base shear, Ve, should be determined from a linear dynamic analysis, which is the first step in understanding the NBC base shear requirements. Значение Ve не должно включать в себя никаких дополнительных коэффициентов или преобразователей, примененных для спектра реакций.
Шаг 2) Определим расчетный упругий горизонтальный сдвиг Ved, также называемый «расчетная боковая сейсмическая упругая сила» согласно утверждению (6) [1], используя Ve, найденное по утверждению (5) [1]. For all structures located on sites other than Class F and having a seismic force-resisting system (SFRS) with a ductility-related force modification factor, Rd, equal to or greater than 1.5, then Ve should be multiplied by the larger of the following two factors:
| S(0.2) | Расчетное спектральное ускорение для периода времени T = 0,2 с |
| S(0.5) | Расчетное спектральное ускорение для периода времени T = 0,5 с |
| S (Ta ) | Расчетное спектральное ускорение для основного периода конструкции в рассматриваемом направлении |
Шаг 3) Найденную выше силу Ved необходимо умножить на коэффициент значимости Ie, указанный в разделе 4.1.8.5 [1], и разделить на коэффициент модификации силы, зависящий от пластичности, умноженный на коэффициент модификации силы, зависящий от сверхпрочности, RdRo, заданный в таблице 4.1.8.9 [1], для нахождения расчетной горизонтальной силы в основании Vd.
Шаг 4) Определим расчетную боковую сейсмическую силу V согласно п. 4.1.8.11 [1] по упрощенному методу эквивалентных статических сил (ESFP).
Требования к преобразованию горизонтального сдвига по NBC 2015
Принимая во внимание вышеизложенное и согласно п. 4.1.8.12 (8) [1], в случае, если Vd из шага 3 меньше, чем 80% от V из шага 4, то Vd равно 0,8V для всех регулярных конструкций и сложных конструкций, которые могут быть рассчитаны по ESFP.
For all irregular structures which require a dynamic analysis specified in 4.1.8.7 [1], as well as wood structures greater than 4 stories which meet the criteria set forth in 4.1.8.12(12) [1], then Vd shall be taken as the larger of Vd or V stated in 4.1.8.12(9) [1].
In addition to these minimums, the scale factor Vd/Ve should be applied to story shears, story forces, member forces, and deflections, including the effects of accidental torsion to determine the design values from 4.1.8.12(10) [1].
Применение горизонтального сдвига по NBC 2015 в RFEM
With the multiple variations for base shear discussed in NBC 2015, it may be difficult to determine which base shear variant is provided when running a response spectra analysis according to the standard in the structural analysis program RFEM.
Within the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads module, there are two spectrum types available after selecting NBC 2015, including the "Elastic response spectrum" and the "Design spectrum for linear calculation".
«Спектр упругой реакции» предоставляет упругий горизонтальный сдвиг конструкции Ve по п. 4.1.8.12 (5) [1] или из шага 1, как указано выше. Это значение не учитывает Ie/RdRo и другие коэффициенты.
«Расчетный спектр для линейного расчета» предоставляет расчетный горизонтальный сдвиг конструкции Vd по п. 4.1.8.12 (7) [1] или из шага 3, как указано выше. Следует отметить, что дополнительный коэффициент, указанный в п. 4.1.8.12(6) и в шаге 2, в данном расчете не учитывается. The calculation does include Ie/RdRo, as these variables are listed in the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads Code Parameters table, whereas they are not listed for the "Elastic response spectrum".
Для каждого типа спектра пользователь может преобразовать эквивалентные нагрузки для того, чтобы привести их в соответствие требованиям коэффициента масштабирования в дополнительном модуле. Например, «спектр упругой реакции», который требуется для расчета прогибов конструкции, не включает в себя эффект Ie/Rd Ro, поэтому скорее всего должен быть отмасштабирован с помощью Vd/Ve согласно п. 4.1.8.12(10). For the "Design Spectrum for Linear Calculation" type, the Vd/Ve scale factor may also apply in addition to the factor specified in 4.1.8.12(6) or Step 2 above, which is not included in the calculation. RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads provides a scaling option in each of global directions X, Y, and Z, in which the seismic force can be applied.
In summary, the linear dynamic analysis requirement and in particular the modal response spectrum analysis set forth by NBC 2015 are possible to consider utilizing the FEA program RFEM in addition to the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads add-on module. Многие варианты горизонтального сдвига в основании по п. 4.1.8.12 могут быть рассчитаны в программе либо с помощью выбора типа спектра, либо с помощью ввода масштабного коэффициента в дополнительном модуле.
.png?mw=350&hash=b2324c4db119938012b5490afaa56e9aa826cdcc)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
