W artykule tym omówiono zastosowanie przesłon poziomych, sztywnych, stosowanych głównie w betonowych płytach stropowych. Ten typ modelowania ma kilka zalet. Jedną z zalet jest znacznie większa prędkość obliczeń, ponieważ masy każdej kondygnacji są skoncentrowane w jednym punkcie. Wyniki są przejrzyste i mogą być analizowane, kondygnacja po kondygnacji, a także dokumentowane w przejrzystym formacie.
W tym celu program RFEM oferuje ograniczenia węzłowe. Wiązanie węzłowe określa relację między przemieszczeniami a obrotem między dwoma lub większą liczbą węzłów. Poniżej tego artykułu znajduje się dokument, który szczegółowo opisuje tę opcję.
W tym artykule opisano zastosowanie przesłon sztywnych w programie RFEM na przykładzie. Konstrukcja jest konstrukcją 4-kondygnacyjną, która jest regularna w rzucie od frontu, ale nie w rzucie przyziemia. Ściany są połączone przegubowo z płytami stropowymi.
Modelowanie sztywnej tarczy w RFEM
Masy każdej kondygnacji koncentrują się w jej środku ciężkości. W tym celu należy wybrać funkcję "Środek ciężkości i informacje...", którą można wywołać, zaznaczając w menu kontekstowym wszystkie obiekty w kondygnacji. Opcja ta umożliwia generowanie węzła w środku ciężkości kondygnacji. Za pomocą tej opcji można jednocześnie określić masę kondygnacji. Masy te są wymienione w poniższej tabeli. Wygenerowane węzły dla każdej kondygnacji należy następnie przenieść na membranę płyt stropowych (modyfikacja współrzędnej Z).
W tym przykładzie zdefiniowano dodatkowe obciążenia stałe, obciążenia użytkowe i obciążenia śniegiem na powierzchniach. Aby możliwe było ich późniejsze uwzględnienie, należy je przekonwertować na masę całkowitą na kondygnację.
| 4 piętro | 3 piętro | Drugie piętro | PW | Suma | |
|---|---|---|---|---|---|
| Ciężar własny | 97 631,3 kg | 97 006,3 kg (213,862,3 funta) | 97 006,3 kg (213,862,3 funta) | 97 006,3 kg (213,862,3 funta) | 388 650,2 kg (856 827,1 funta) |
| Obciążenia stałe | 18 900,0 kg | 18 700,0 kg | 18 700,0 kg | 18 700,0 kg | 75 000 kg (165 346,7 funta) |
| obciążenia użytkowe | 47 250,0 kg (104 168,4 funta) | 46 750,0 kg | 46 750,0 kg | 46 750,0 kg | 187 500,0 kg (413,366,8 funta) |
| Obciążenie śniegiem | 14 175,0 kg (31 250,5 funta) | 14 175,0 kg (31 250,5 funta) |
Po udokumentowaniu wszystkich mas płyty stropowe (wraz z wszystkimi otworami i przegubami liniowymi) można usunąć i zastąpić wiązaniami węzłowymi. Zaleca się podzielenie linii połączeń ścian za pomocą węzłów, aby modelowanie połączenia było bardziej realistyczne. W tym przykładzie wybraliśmy odległość elementu skończonego. Wprowadzanie wiązań węzłowych pokazano na rysunku 02. Jako typ wybieramy "Ograniczenie tarczy". Należy pamiętać, aby wybrać również środek ciężkości każdej kondygnacji.
Aby umożliwić późniejszą ocenę wyników w węzłach środków ciężkości, definiowane są pręty łączące (przegub-przegub), każdy pionowo od środka ciężkości kondygnacji.
W przypadku zdefiniowania więzów węzłowych masy można wprowadzić w module dodatkowym RF-DYNAM Pro. W tym celu tworzone są trzy przypadki mas, w których wprowadzane są tylko ręcznie zdefiniowane masy węzłowe (masy wymienione w tabeli). Masy są przykładane do środka ciężkości każdej kondygnacji.
W poniższym tekście wykorzystana zostanie analiza spektrum odpowiedzi z generowaniem obciążeń zastępczych. Analiza drgań własnych jest przeprowadzana z wykorzystaniem ośmiu wartości własnych dla kierunków X i Y. Przy użyciu tych ustawień obliczane są wszystkie dostępne kształty drgań; wszystkie one są również wykorzystywane do analizy spektrum odpowiedzi. W ten sposób otrzymujemy efektywny współczynnik masy modalnej równy 1.0 w obu kierunkach.
Ocena wyników i porównanie z modelowaniem konwencjonalnym
Pierwsze dwa kształty drgań są identyczne pod względem kierunku w obu rozpatrywanych modelach i różnią się tylko nieznacznie pod względem częstotliwości drgań własnych. Na rysunku 03 pokazano model konwencjonalny z płytami stropowymi po lewej stronie, a model z ograniczeniami węzłowymi po prawej stronie. Wyświetlany jest pierwszy kształt postaci drgań.
Aby ocenić wyniki analizy spektrum odpowiedzi, warto zamodelować belkę wynikową, jak wyjaśniono w tym artykule:
KB 1521 | Ermittlung des Horizontalschubs unter Erdbebenlasten
Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli. W tym przykładzie pokazany jest tylko kierunek X (kombinacja wyników: wynikowa obwiednia X).
| Model z płytami stropowymi | Model z wiązaniami węzłowymi | odchylenie | |
|---|---|---|---|
| Częstotliwość drgań własnych (tryb 1) | 3,772 Hz | 3,478 Hz | 6,5% |
| Częstotliwość drgań własnych (tryb 2) | 5,688 Hz | 5,472 Hz | 3,8% |
| Ścinanie poprzeczne, drugie piętro 3 (Vz) | 138,8 kN | 178,4 kN | -28,5% |
| Ścinanie poprzeczne drugie piętro 2 (Vz) | 90,3 kN | 104,0 kN | -15,2% |
| Ścinanie poprzeczne drugie piętro 1 (Vz) | 56,9 kN | 62,0 kN | -9,0% |
| Ścinanie poprzeczne parteru (Vz) | 28,9 kN | 25,4 kN | 12,1% |
| Przenośnik kondygnacji druga kondygnacja 3 (w kierunku X) | 0,9 mm (0,03 cala) | 1,1 mm | -22,2% |
Wyniki nieznacznie się różnią; model z ograniczeniami węzłowymi wykazuje większe siły lub odkształcenia, zwłaszcza na górnej kondygnacji, które są nieco mniejsze na najniższej kondygnacji.
Modelowanie to jest uproszczeniem całego systemu i ma zalety pod względem wydajności, dalszego przetwarzania i identyfikowalności. Metoda ta jest odpowiednia dla większości analiz sejsmicznych i stanowi alternatywę dla metody konwencjonalnej.
..png?mw=320&hash=bd2e7071b02d74aef6228d22c4b83867d2d7e1a5)
.png?mw=512&hash=4a84cbc5b1eacf1afb4217e8e43c5cb50ed8d827)
_1.jpg?mw=350&hash=ab2086621f4e50c8c8fb8f3c211a22bc246e0552)
-querkraft-hertha-hurnaus.jpg?mw=350&hash=3306957537863c7a7dc17160e2ced5806b35a7fb)
-gigapixel-standard_v2-2x.jpg?mw=350&hash=9166b062b07ae89e60417bff40b33fe9043f9d5e){kind=tracking}
