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001866
2023-12-22

确定灵敏度系数,以了解对动力分析使用二阶效应的必要性

为了评估在动力分析中是否也必须考虑二阶分析,在 EN 1998-1 中 2.2.2 和 4.4.2.2 中规定了层间位移的灵敏度系数 θ。 可以使用 RFEM 6 和 RSTAB 9 进行计算和分析。
系数 θ 的计算方法如下:$$\mathrm\theta\;=\;\frac{\displaystyle{\mathrm P}_\mathrm{tot}\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm r }{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$$

灵敏度系数 θ

灵敏度系数 θ 的计算方法为 [1]:
$$\mathrm\theta\;=\;\frac{\displaystyle{\mathrm P}_\mathrm{tot}\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm r}{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$$
值:

  • θ = 层间位移敏感系数
  • Ptot = 在抗震设计情况下考虑的楼层及以上的总重力荷载
  • dr = 层间设计位移,计算为楼层顶部和底部的平均侧向位移 dS的差值,为此,使用线性反应谱中 q = 1.0 来确定位移
  • Vtot = 总的地震楼层剪力使用线性设计反应谱确定
  • h = 层间高度

下面以一栋有一层和上面六层的钢筋混凝土建筑为例,说明敏感系数的计算过程。

可以在模态分析、反应谱分析和建筑模型模块中计算该灵敏度系数。
完成建筑物建模后,必须使用“建筑模型”模块定义楼层。

然后按照反应谱方法进行计算。

用户可以在软件中输入自己的信息, 用户可以在表格中查看反应谱分析的重要结果表。 在“结果(按楼层)”选项卡中,还可以检查各层的敏感系数。

在计算了层间位移的灵敏度系数后,根据欧洲规范 EN 1998-1 中的 2.2.2 和 4.4.2.2 对二阶效应分析的相关性进行区分[1]:

工况二阶分析

1. 敏感系数θ≤0.1

二阶分析不必考虑。

2.灵敏度系数0.1 <θ≤0.2

对结构进行二阶分析时系数近似等于 1/(1 − θ)。

3. 敏感系数 0.2 < θ≤ 0.3

需要直接考虑二阶分析 这可以通过调整 RFEM 6 和 RSTAB 9 中的几何刚度矩阵来完成。 在以下技术文章中可以找到详细信息: 知识库文章 001867,“RFEM 6 和 RSTAB 9 动力分析中的二阶分析” .

4. 敏感系数 0.3 < θ

该结构设计是无效的,需要修改。


作者

Eichner 先生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. Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten; EN 1998-1:2004/A1:2013
  2. Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung; DIN EN 1990:2010-12
  3. Werkle, H.: Finite Elemente in der Baustatik, 3. Auflage. Wiesbaden: Vieweg & Sohn, 2008