219x
004153
16.2.2024

Vytvoření zatěžovacího stavu pro modální analýzu

Pro statickou analýzu zadáte zatížení v zatěžovacích stavech, zkombinujete je a spustíte výpočet. Dynamická analýza je ovšem založena na hmotách. Pro tento tutoriál však nemusíte definovat žádné hmoty: Všechna stávající zatížení lze importovat a použít pro modální analýzu.

Zadání zatěžovacího stavu

Chcete-li vytvořit nový zatěžovací stav pro modální analýzu, přejděte v navigátoru do složky Zatěžovací stavy a kombinace , otevřete podpoložku Zatěžovací stavy a dvakrát klikněte na jeden ze čtyř zatěžovacích stavů, například ZS1 - Vlastní tíha.

V dialogu 'Zatěžovací stavy a kombinace' klikněte na Nový v levém dolním rohu (1).

V poli 'Název zatěžovacího stavu' zadejte Modální analýza (2). Poté vyberte možnost Modální analýza ze seznamu 'Typ analýzy' (3). Toto nastavení určuje, zda se má na zatěžovací stav použít dynamická analýza.

Jak jsme již zmínili výše, stávající zatížení lze importovat jako hmoty. Pokud bychom pro modální analýzu modelu zohlednili pouze hmoty vlastní tíhy, nebylo by to správné. Je třeba také zohlednit hmotnosti užitného zatížení. Vzhledem k tomu, že dynamické analýzy se při skládání zatěžovacích stavů řídí specifickými pravidly, je třeba vytvořit novou návrhovou situaci. Přejděte do záložky Návrhové situace (1). Klikněte na tlačítko Nový v levém dolním rohu (2).

Vytvoří se nová návrhová situace DS5. Vyberte možnost seizmická/hmotová kombinace - psi,E,i ze seznamu 'Typ návrhové situace' (3). Pokud kliknete na Informace (4) lze v dialogu 'Informace o kombinačních pravidlech' zkontrolovat kritéria pro seizmické kombinace podle EN 1990.

Klikněte na Zavřít a přejděte do záložky Kombinace účinků.

Seizmické účinky se kombinují v kombinaci účinků KÚ3, kde se pro užitná zatížení použije součinitel ψ 0,30.

V záložce Kombinace zatížení program vytvoří seizmickou kombinaci KZ9. Vyberte ji. V podzáložce Přiřazení lze zkontrolovat, jak jsou zohledněny všechny čtyři zatěžovací stavy.

Vraťte se zpět do záložky Zatěžovací stavy. Vyberte ze seznamu ZS2 a přejděte do podzáložky Další nastavení. Ujistěte se, že je pro kombinaci hmot nastavena možnost Střechy. Pro podlaží by byla relevantní jiná kombinační pravidla.

Proklikejte se zatěžovacími stavy ZS3 a ZS4 a zkontrolujte, zda jsou nastavení kombinací hmot stejná.

Nakonec vybereme zatěžovací stav ZS5 pro modální analýzu.

Otevřete seznam 'Importovat hmoty pouze ze zatěžovacích stavů/kombinace zatížení', kde vyberte poslední možnost: KZ9 - ZS1 + 0,30*ZS2 + 0,30*ZS3 + 0,30*ZS4. Všechny typy zatížení, jako jsou síly a momenty ze čtyř zatěžovacích stavů, se tak převedou na hmoty s příslušnými součiniteli ψ a použitím konstanty konverze hmot definované v Nastavení & Možnosti v základních údajích modelu.

Výpočet zatěžovacího stavu

Kliknutím na tlačítko Spočítat lze provést modální analýzu ZS5 se standardním nastavením pro analýzu. Po dokončení výpočtu se v pracovním okně zobrazí vlastní tvary modelu. V tabulce 'Vlastní frekvence' jsou uvedeny čtyři tvary.

Pomocí tlačítka lze přepínat mezi vlastními tvary (posuny), které náleží ke čtyřem vlastním frekvencím Předchozí u. Next v 'navigátoru Výsledky'. Všimněte si přitom, že se většinou jedná o lokální tvary nosníků plošiny.

Vyberte tabulku Účinné modální hmoty. Při kontrole součinitelů účinných modálních hmot výsledky ve sloupcích fmeX a fmeY ukazují, že prvním čtyřem vlastním frekvencím nejsou přiřazeny prakticky žádné modální hmoty.

Vzhledem k tomu, že hmotnost plošiny je ve srovnání s celkovou hmotou malá, jsou její vlastní tvary pro seizmické síly víceméně irelevantní. Pro spolehlivé výsledky je třeba zohlednit globální vlastní tvary, nikoli lokální účinky. Norma Eurokódu také vyžaduje, aby součet účinných modálních hmot pro uvažované tvary tvořil alespoň 90 % celkové hmotnosti (viz [1], 4.3.3.3.1). Proto je třeba upravit nastavení pro modální analýzu.


Reference
  1. Eurokód 8: Navrhování konstrukcí na odolnost proti zemětřesení - Část 1: Obecná pravidla, seizmická zatížení a pravidla pro pozemní stavby, EN 1998-1:2004/A1:2013.
Nadřazená kapitola