Przedmiot:
Analiza modalnego spektrum odpowiedzi NBC 2020 i podstawowe uwzględnienie ścinania w RFEM 6
Komentarz:
Artykuł 4.1.8.7 kanadyjskich przepisów budowlanych (NBC) 2020 zawiera jasną procedurę dotyczącą metod analizy trzęsień ziemi. Metoda bardziej zaawansowana, a mianowicie metoda analizy dynamicznej opisana w rozdziale 4.1.8.12, powinna być stosowana dla wszystkich typów konstrukcji, z wyjątkiem tych, które spełniają kryteria podane w 4.1.8.7. W przypadku pozostałych konstrukcji, może być stosowana nieco prostsza metoda równoważnych sił statycznych (ESFP), opisana w rozdziale 4.1.8.11.
Opis:
W przypadku konstrukcji zakwalifikowanych do procedury analizy dynamicznej, istnieją dwie dalsze podmetody zdefiniowane w 4.1.8.12 [1], w tym liniowa analiza dynamiczna, z wykorzystaniem metody spektrum odpowiedzi modalnej lub metody liniowej integracji numerycznej w czasie lub nieliniowej Analiza dynamiczna. Niniejszy artykuł skupi się na metodzie spektrum odpowiedzi modalnej (RSA) oraz na dalszych podstawowych wymaganiach dotyczących ścinania zdefiniowanych w NBC 2020.
'''Podstawowe odmiany ścinania NBC 2020'''
Zakładając, że RSA jest obliczane zgodnie z NBC 2020, co wykracza poza zakres tego artykułu, podstawowe ścinanie może być określone na dolnej kondygnacji konstrukcji w każdym z kierunków ortogonalnych, w którym przykładane jest boczne obciążenie sejsmiczne. W artykule 4.1.8.12 [1] zdefiniowano szereg kroków, zgodnie z którymi zdefiniowano różne podstawowe warianty ścinania potrzebne do ostatecznego skalowania ścinania kondygnacji, sił w kondygnacjach, sił w prętach i, w razie potrzeby, ugięcia.
'''Krok 1:''' W zdaniu (5) [1], podstawowe ścinanie sprężyste, Ve, powinno być określane na podstawie analizy liniowo-dynamicznej, która jest pierwszym krokiem do zrozumienia wymagań dotyczących ścinania podstawowego NBC. Wartość Ve nie powinna uwzględniać żadnych dodatkowych współczynników ani skalowania spektrum odpowiedzi.
'''Krok 2:''' Wyznacz skorygowane podstawowe ścinanie sprężyste, V-ed, znane również jako "skorygowana boczna siła sprężysta sejsmiczna w dolnej części konstrukcji", zgodnie z zdaniem (6) [1], przy użyciu Ve wyznaczonego ze zdania (5) [1]. W przypadku wszystkich konstrukcji znajdujących się w miejscach innych niż XF i wyposażonych w układ SFRS o współczynniku modyfikującym siłę zależnym od ciągliwości Rd równym lub większym niż 1,5, wówczas Ve należy pomnożyć przez większą z następujących dwóch współczynniki do uzyskania V-ed:
| S(0.2) | Obliczeniowe przyspieszenie odpowiedzi spektralnej dla okresu T = 0,2 s |
| S(0.5) | Obliczeniowe przyspieszenie odpowiedzi spektralnej dla okresu T = 0,5 s |
| S(Ta ) | Obliczeniowe przyspieszenie odpowiedzi spektralnej dla podstawowego bocznego okresu drgań konstrukcji w rozpatrywanym kierunku |
'''Krok 3:''' Wyznaczoną wcześniej wartość V-ed należy pomnożyć przez współczynnik ważności, Ie, podany w § 4.1.8.5 [1], podzielić przez współczynnik modyfikujący siły zależnej od ciągliwości pomnożony przez uzależniony od nośności współczynnik modyfikujący obciążenie. współczynnik modyfikujący siłę, R-dR-o, znajdujący się w tabeli 4.1.8.9 [1] w celu określenia określonej bocznej siły trzęsienia ziemi, Vd.
'''Krok 4:''' Wyznacz podaną w artykule 4.1.8.11 [1] określoną boczną siłę sejsmiczną V, według uproszczonego ESFP.
'''Wymagania dotyczące podstawowej skali ścinania dla NBC 2020'''
Zgodnie z powyższymi informacjami we współpracy z 4.1.8.12(8) [1], jeżeli Vd z kroku 3 jest mniejsze niż 80% V z kroku 4, wówczas Vd należy przyjąć jako 0,8 V dla wszystkich regularnych i nieregularnych konstrukcji, które mogą być zaprojektowane z wykorzystaniem ESFP.
W przypadku wszystkich nieregularnych konstrukcji, które wymagają analizy dynamicznej określonej w 4.1.8.7 [1], oraz konstrukcji drewnianych o więcej niż 4 kondygnacjach, które spełniają kryteria podane w 4.1.8.12(12) [1], Vd należy przyjmować jako Vd lub 100% V podane w 4.1.8.12(9) [1].
Oprócz tych wartości minimalnych, aby określić wartości obliczeniowe z 4.1.8.12(10) [1], do ścinania kondygnacji, sił w prętach i ugięć, wraz z skutkami skręcania wyjątkowego, należy zastosować współczynnik skalowania Vd/Ve..
'''Zastosowanie podstawowego ścinania NBC 2020 w RFEM 6'''
Ze względu na to, że w NBC 2020 występuje wiele wariantów dla ścinania podstawowego, określenie, który wariant ścinania jest dostępny, może być trudne podczas przeprowadzania analizy spektrum odpowiedzi zgodnie z normą w programie do analizy statyczno-wytrzymałościowej RFEM 6.
Dzięki rozszerzeniu Analiza spektrum odpowiedzi w szczegółach definicji spektrum odpowiedzi dostępne są dwa typy spektrum, w tym "Spektrum sprężystości" i "Spektrum obliczeniowe".
"Spektrum sprężystości" zapewnia ścinanie podstawy sprężystej konstrukcji, Ve, z 4.1.8.12(5) [1] lub kroku 1 powyżej. Wartość ta nie uwzględnia Ie/R-dR-o ani żadnych innych współczynników.
"Spektrum obliczeniowe" zapewnia obliczeniowe bazowe ścinanie konstrukcji Vd, podane w 4.1.8.12(7) [1] lub w kroku 3 powyżej. Należy jednak pamiętać, że obliczenia te nie uwzględniają dodatkowego współczynnika określonego w 4.1.8.12(6) lub w kroku 2 powyżej. Obliczenia uwzględniają Ie/R-dR-o, ponieważ zmienne te są wymienione bezpośrednio w opcjach 'Spektrum obliczeniowe', podczas gdy nie są one wymienione w opcji 'Spektrum sprężystości'.
W przypadku obu typów spektrum użytkownik ma możliwość bezpośredniego skalowania spektrum odpowiedzi w celu uwzględnienia wymagań dotyczących współczynnika skalowania. Na przykład "Spektrum sprężystości", które jest potrzebne do analizy ugięć konstrukcji, ponieważ nie ...