Soggetto:
Analisi dello spettro di risposta modale NBC 2020 e considerazioni sul taglio delle basi in RFEM 6
Commento:
L'articolo 4.1.8.7 del National Building Code of Canada (NBC) 2020 fornisce una procedura chiara per i metodi di analisi dei terremoti. Il metodo più avanzato, la procedura di analisi dinamica nell'articolo 4.1.8.12, dovrebbe essere utilizzato per tutti i tipi di struttura ad eccezione di quelli che soddisfano i criteri di cui al punto 4.1.8.7. Il metodo più semplicistico, la procedura della forza statica equivalente (ESFP) nell'articolo 4.1.8.11, può essere utilizzato per tutte le altre strutture.
Descrizione:
Per le strutture che si qualificano per la procedura di analisi dinamica, ci sono altri due sotto-metodi definiti in 4.1.8.12 [1], inclusa un'analisi dinamica lineare, con un metodo dello spettro di risposta modale o il metodo della storia temporale lineare di integrazione numerica o un metodo non lineare Analisi dinamica. Questo articolo si concentrerà su un metodo dello spettro di risposta modale (RSA) e sugli ulteriori requisiti di taglio della base definiti nella NBC 2020.
'''Variazioni del taglio della base NBC 2020'''
Supponendo che un RSA sia calcolato secondo NBC 2020 che esula dallo scopo di questo articolo, il taglio della base può essere determinato al piano inferiore della struttura in ciascuna delle direzioni ortogonali a cui viene applicato il carico sismico laterale. Una serie di passaggi nell'Articolo 4.1.8.12 [1] definisce le varie variazioni di taglio della base necessarie per ridimensionare il taglio del piano, le forze del piano, le forze dell'asta e l'inflessione se necessario.
'''Fase 1:''' Nella frase (5) [1], il taglio della base elastica, Ve, dovrebbe essere determinato da un'analisi dinamica lineare, che è il primo passo per comprendere i requisiti di taglio della base NBC. Ve non dovrebbe includere alcun fattore aggiuntivo o ridimensionamento applicato allo spettro di risposta.
'''Fase 2:''' Determina il taglio della base elastica aggiustato, V-ed, noto anche come "forza elastica del terremoto laterale aggiustato alla base della struttura", secondo la frase (6) [1] usando Ve determinato dalla frase (5) [1]. Per tutte le strutture situate in siti diversi da XF e aventi un sistema resistente alla forza sismica (SFRS) con un coefficiente di modifica della forza correlato alla duttilità, Rd, uguale o maggiore di 1.5, allora Ve dovrebbe essere moltiplicato per il maggiore dei due seguenti coefficienti per ottenere V-ed:
| S(0.2) | Accelerazione della risposta spettrale di progetto per un periodo di T = 0,2 sec |
| S(0.5) | Accelerazione della risposta spettrale di progetto per un periodo di T = 0,5 sec |
| S(Ta ) | Accelerazione della risposta spettrale di progetto per il periodo laterale fondamentale di vibrazione della struttura nella direzione in esame |
'''Fase 3:''' Il V-ed determinato in precedenza dovrebbe essere moltiplicato per il coefficiente di importanza, Ie, dato nell'articolo 4.1.8.5 [1] e diviso per il coefficiente di modifica della forza relativo alla duttilità moltiplicato per il coefficiente di sovraresistenza coefficiente di modifica della forza, R-dR-o, che si trova nella Tabella 4.1.8.9 [1] per determinare la forza del terremoto laterale specificata, Vd.
'''Fase 4:''' Determina la forza del sisma laterale specificata, V, data nell'articolo 4.1.8.11 [1] secondo l'ESFP semplificato.
'''Requisiti di ridimensionamento del taglio di base NBC 2020'''
Con le informazioni di cui sopra in collaborazione con 4.1.8.12(8) [1], se Vd dal passaggio 3 è inferiore all'80% di V dal passaggio 4, allora Vd dovrebbe essere preso come 0.8V per tutte le strutture regolari e le strutture irregolari autorizzate a essere progettato con ESFP.
Per tutte le strutture irregolari che richiedono un'analisi dinamica specificata in 4.1.8.7 [1], così come le strutture in legno maggiori di 4 piani che soddisfano i criteri di cui al 4.1.8.12(12) [1], allora Vd sarà preso come il maggiore tra Vd o il 100% di V indicato in 4.1.8.12(9) [1].
Oltre a questi minimi, il coefficiente di scala Vd/Ve dovrebbe essere applicato al taglio elastico del piano, alle forze del piano, alle forze delle aste e alle inflessioni, compresi gli effetti della torsione accidentale per determinare i valori di progetto da 4.1.8.12(10) [1].
'''Applicazione a taglio di base NBC 2020 in RFEM 6'''
Con le variazioni multiple per il taglio della base discusse in NBC 2020, potrebbe essere difficile determinare quale variante di taglio della base è fornita quando si esegue un'analisi con spettri di risposta secondo la norma nel programma di analisi strutturale RFEM 6.
Utilizzando l'add-on Analisi dello spettro di risposta, ci sono due tipi di spettro disponibili nei dettagli della definizione dello spettro di risposta, incluso lo "Spettro elastico" e lo "Spettro di progetto".
Lo "spettro elastico" fornirà il taglio della base elastica della struttura, Ve, da 4.1.8.12(5) [1] o dal passaggio 1 sopra. Questo valore non include la considerazione di Ie/R-dR-o o di qualsiasi altro fattore.
Lo "spettro di progetto" fornirà il taglio della base di progetto della struttura, Vd, da 4.1.8.12(7) [1] o dal passaggio 3 sopra. Tuttavia, va notato che il coefficiente aggiuntivo specificato in 4.1.8.12(6) o nel passaggio 2 sopra non è incluso in questo calcolo. Il calcolo include Ie/R-dR-o, poiché queste variabili sono elencate direttamente nelle opzioni "Spettro di progetto", mentre non sono elencate per lo "Spettro elastico".
Per entrambi i tipi di spettro, l'utente avrà la possibilità di ridimensionare lo spettro di risposta direttamente per tenere conto dei requisiti del coefficiente di scala. Ad esempio, lo "Spettro elastico", che è necessario per analizzare le inflessioni della struttura in quanto non ...