Однако при модальном анализе массами часто необходимо пренебречь. Это особенно верно, когда выходные данные модального анализа должны использоваться в сейсмическом анализе, где для расчета требуется 90% эффективной модальной массы в каждом направлении.
Одним из типичных примеров этого является рассмотрение опорной поверхности, которая в значительной степени участвует в конструкции общей массы, но не имеет большого влияния на динамическую реакцию конструкции. Когда рассматривается этот тип массы, может быть трудно достичь эффективных модальных коэффициентов массы, равных 90%.
Поскольку эти проблемы часто возникают, RFEM 6 позволяет пренебречь массой определенных частей конструкции для целей модального расчета. Способ учета масс в модальном анализе может быть определен в настройках модального анализа, как показано на рисунке 2. В отличие от опции «Без пренебрежения» (то есть, никакие массы не будут игнорироваться), вы можете выбрать один из двух вариантов, чтобы пренебречь массами: пренебречь массой во всех фиксированных узловых и линейных опорах или создать выборку отдельных объектов самостоятельно.
Первый вариант (Рисунок 2), как следует из названия, позволяет вам установить массы во всех фиксированных узловых и линейных опорах равными нулю. Это целиком и полностью выполняется программой; от вас не требуется выбора, поскольку программа автоматически деактивирует массы, связанные с фиксированными узловыми и линейными опорами.
Однако вы можете выбрать опцию «User-Defined» и вручную выбрать объекты, массами которых следует пренебречь при модальном анализе. При выборе этой опции, вам будет доступна новая вкладка («Пренебрегать массами»), где вы сможете задать свой выбор (Рисунок 3). Сначала вас попросят указать тип объекта из следующего: узел, линия, стержень, поверхность и узел без опоры.
Затем вы можете создать список связанных объектов вручную или выбрать их графически с помощью кнопки «Выбрать индивидуально» в поле списка объектов. Для выбранных объектов вас попросят определить, в каком направлении нужно пренебречь массами. Вы можете сделать это, установив флажки для направлений перемещения uX, uY и uZ, а также поворотов 𝜑X, 𝜑Y и 𝜑Z соответственно.
В обоих случаях (пренебрежение массой во всех фиксированных узловых и линейных опорах или создание индивидуального выбора объектов) массы объектов, связанных с выбранной опцией, будут деактивированы и не будут учитываться в модальном анализе. При установке масс на ноль, эквивалентный коэффициент массы увеличится, так что 90% общей массы, требуемой для расчета с точки зрения сейсмического анализа, будет легко достигнуто.
Учтите, что при пренебрежении массами не пренебрегают жесткостью предметов. Если вы хотите пренебречь как массой, так и жесткостью, вам следует поработать с модификациями конструкции, как будет объяснено в следующей статье базы знаний.
Практический пример
Значение возможности пренебрежения массами в программе RFEM 6 будет продемонстрировано на примере на рисунке 4, где показана железобетонная конструкция со стальным удлинением.
Сначала будет выполнен модальный анализ с настройками, показанными на рисунке 5. Обратите внимание, что в настройках модального анализа указаны правила, по которым рассчитываются собственные числа. В этом случае выбирается опция «Пользовательский», а количество режимов, которые необходимо рассчитывать, установлено на 30.
Метод решения проблемы собственных чисел - это итерационный метод Ланцоша для определения p наименьших собственных чисел и соответствующих форм колебаний больших моделей. Матрица масс согласована, и массы настроены так, чтобы действовать в направлениях глобального смещения X и Y, предполагая, что анализ спектра реакций будет выполнен позже.
Вкладка «Настройки» управляет дополнительными настройками, необходимыми для модального анализа, такими как тип преобразования масс, который управляет импортом масс для модального анализа. В этом примере учитываются компоненты Z (Рисунок 6). Как обсуждалось в начале статьи, возможность пренебречь массами является частью этих настроек. Чтобы продемонстрировать важность этой опции, сначала будет выполнен модальный анализ без учета каких-либо ограничений.
Результаты модального анализа с этими настройками показаны на рисунке 7. Учитывая, что выходные данные расчета должны быть использованы в сейсмическом расчете, наиболее интересными для нас результатами являются эффективные модальные массы. Например, результаты показывают, что первые семь собственных чисел являются просто локальными собственными числами, связанными со стальной конструкцией, в отличие от мод 8, 9 и 10, которые содержат большое количество масс и имеют большое влияние на динамический отклик конструкции конструкция.
Результаты для всех режимов показаны на рисунке 8. Примечательно, что для достижения требуемых 90% как в направлении x, так и в направлении y (точнее, 96,95% достигается в направлении x, тогда как 95,26% - в направлении y), необходимо вычисление тридцати мод. Поэтому для достижения 90% необходимо вычислить больше собственных чисел; однако, чем больше собственных чисел необходимо рассчитать, тем больше времени требуется на расчет, особенно в случае больших конструкций.
На этом этапе можно пренебречь массами. Это позволит вам вычислить меньше собственных чисел; например, 10 (то есть установить количество мод для расчета на 10) и по-прежнему достичь 90% эффективной модальной массы в каждом направлении, требуемом для сейсмического анализа. Следует пренебречь массами, связанными со стальной конструкцией, поскольку результаты показывают, что они не имеют большого влияния на динамический отклик конструкции.
Чтобы пренебречь массами, связанными со стальной конструкцией, вы должны определить тип объекта как «Стержень» и создать список объектов вручную или путем выбора их графически с помощью кнопки «Выбрать по отдельности», как показано на рисунке 9. Для выбранных объектов необходимо установить флажки для всех направлений перемещения и поворота (то есть uX, uY, uZ, 𝜑X, 𝜑Y и 𝜑Z соответственно), чтобы в них массы не учитывались. направления.
Наконец, вы можете запустить модальный анализ с этими настройками и получить результаты, как показано на рисунке 10. На этот раз требуемые 90% достигаются при расчете всего 10 режимов, а время анализа значительно короче.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
