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2020-01-07

考虑偶然扭转影响规范的选项

抗震规范中规定了在简化和多振型反应谱分析中必须应用的规则。 这些规则描述了以下一般程序: 楼层的质量必须移动一定的偏心,从而产生扭矩。

本文介绍了在 RFEM 和 RSTAB 中两种确定扭转偶然作用的方法。

在附加模块 RF-/DYNAM Pro - 等效荷载中自动计算

在附加模块 RF-/DYNAM Pro - 等效荷载中可以自动确定偶然扭矩。 在“等效力分析”选项卡中的“动力荷载工况”下激活该选项。 使用该选项时,在附加模块中需要输入偏心的值。 在 EN 1998-1 中该值为垂直于建筑物长度或宽度的 5%。 在RFEM和RSTAB中,必须在相应的方向上输入该值:
ex = 0.05 ⋅ Lx
ey = 0.05 ⋅ Ly

根据该偏心距与等效荷载相乘,附加模块即可确定施加在每个有限元节点或内部节点上的弯矩。 计算公式为:
M = |Fx ⋅ ey | + |Fy ⋅ ex |

通过在每个有限元节点上施加局部扭矩,在单个结构构件中可能会产生很大的扭矩。 必须手动施加扭矩。 在下文中将对其进行介绍。

手动计算偶然扭转作用

考虑偶然扭矩作用的更经济的方法是应用全局扭矩。 这是根据每层总的地震荷载得出的,然后必须分配到建筑物的各个剪力墙上。 这种方法通常可以达到更经济的目的,并且符合规范的要求。

示例 在附加模块 RF-/DYNAM Pro - 等效荷载中需要考虑反应谱分析。 这样会有两个结果组合,一个是 X 方向的结果,一个是 Y 方向的结果。 这种分析是通过设置每层楼层的剪力(Vy和 Vz )的结果梁来进行的(Vz对应于沿 X 方向的地震力 → Fx ,Vy对应于X 方向的地震力) Y 方向 → Fy )。 然后将每层地震荷载乘以偏心距(垂直建筑物长度的 5%),两个方向相加,就得到每层地震荷载的一个扭矩。 结果如下:

结果组合 1 的结果(地震在 X 方向):

 FxFyexeyM
4 楼128.0 kN70.4 千牛顿0.60 米0.525 m119.8 千牛米
3 楼91.0 千牛顿56.0 kN0.60 米0.525 m84.0 千牛米
2 楼56.9 千牛顿30.5 千牛顿0.60 米0.525 m50.2 千牛米
激振工况21.6 千牛顿4.5 千牛顿0.60 米0.525 m15.3 千牛米

结果组合 2 的结果(地震在 Y 方向上):

 FxFyexeyM
4 楼71.5 千牛顿113.4 千牛0.60 米0.525 m102.4 千牛米
3 楼55.5 千牛顿66.8 千牛顿0.60 米0.525 m68.4 千牛米
2 楼29.9 千牛顿46.1 千牛顿0.60 米0.525 m42.1 千牛米
激振工况4.6 千牛顿17.6 千牛顿0.60 米0.525 m12.0 kNm

为了将扭矩正确地分布在单个剪力墙上,可以使用薄的截面程序 SHAPE-THIN,因为它可以根据硬化系统理论计算不连接的截面。 因此对平面图(所有剪力墙;不考虑柱子的加固)进行建模,并施加单位扭矩 100 kNm。 即为单位墙体的合力值

因为该剪力是在100 kNm的单位弯矩下计算的,所以每层实际的弯矩也要相应地计算。 这些值可以乘以表格中显示的弯矩值,然后再除以 100。 这些单位墙体的力在建筑模型中必须作为线荷载(除以墙体长度)施加。

从而产生两个新的荷载工况: X 方向扭转和 Y 方向扭矩。 然后,这些荷载工况可以通过OR条件叠加在一个新的结果组合中,并与地震荷载进行组合。 那么我们来看看最终的计算结果吧: 由此产生的地震荷载,包括正确应用的偶然扭转。

有关此方法的详细说明,以及有关数据输入的提示和技巧,请参见与之链接的 网络课堂(仅提供德文版本)。


作者

Effler 女士负责我们客户动力分析产品的开发并提供技术支持。

链接
参考
  1. Handbuch RF-DYNAM Pro. Tiefenbach: Dlubal Software, Januar 2020.
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