Для конструкций, которые соответствуют требованиям Процедуры динамического расчета, существуют еще два подметода, определенные в 4.1.8.12 [1], включая линейный динамический расчет, с методом модального спектра реакции или Численное интегрирование, линейный метод изменений во времени или нелинейный динамический расчет. This article will focus on a Modal Response Spectrum Method (RSA) and the further base shear requirements defined in NBC 2015.
Варианты горизонтального сдвига в основании по NBC 2015
При условии, что расчет на основе анализа спектра реакций (RSA) выполняется по NBC, что мы не будем подробно разбирать в нашей статье, горизонтальную силу в плоскости основания можно определить для нижнего этажа конструкции в каждом из ортогональных направлений, в которых действует боковая сейсмическая нагрузка. A series of steps in Article 4.1.8.12 [1] defines the various base shear variations needed to ultimately scale the story shears, story forces, member forces, and deflection if necessary.
Step 1)
In Sentence (5) [1], the elastic base shear, Ve, should be determined from a linear dynamic analysis, which is the first step in understanding the NBC base shear requirements. Значение Ve не должно включать в себя никаких дополнительных коэффициентов или преобразователей, примененных для спектра реакций.
Step 2)
Determine the design elastic base shear, Ved, also known as the "lateral earthquake design elastic force", according to Sentence (6) [1] using Ve determined from Sentence (5) [1]. For all structures located on sites other than Class F and having a seismic force-resisting system (SFRS) with a ductility-related force modification factor, Rd, equal to or greater than 1.5, then Ve should be multiplied by the larger of the following two factors:
| S(0.2) | Расчетное спектральное ускорение для периода времени T = 0,2 с |
| S(0.5) | Расчетное спектральное ускорение для периода времени T = 0,5 с |
| S (Ta ) | Расчетное спектральное ускорение для основного периода конструкции в рассматриваемом направлении |
Step 3)
The previously determined Ved should be multiplied by the importance factor, Ie, given in Article 4.1.8.5 [1] and divided by the ductility-related force modification factor multiplied by the overstrength-related force modification factor, RdRo, found in Table 4.1.8.9 [1] to determine the design base shear, Vd.
Step 4)
Determine the lateral earthquake design force, V, given in Article 4.1.8.11 [1] according to the simplified ESFP.
Требования к преобразованию горизонтального сдвига по NBC 2015
With the information above in collaboration with 4.1.8.12(8) [1], if Vd from Step 3 is less than 80% of V from Step 4, then Vd should be taken as 0.8V for all regular structures and irregular structures permitted to be designed with the ESFP.
For all irregular structures which require a dynamic analysis specified in 4.1.8.7 [1], as well as wood structures greater than 4 stories which meet the criteria set forth in 4.1.8.12(12) [1], then Vd shall be taken as the larger of Vd or V stated in 4.1.8.12(9) [1].
In addition to these minimums, the scale factor Vd/Ve should be applied to story shears, story forces, member forces, and deflections, including the effects of accidental torsion to determine the design values from 4.1.8.12(10) [1].
Применение горизонтального сдвига по NBC 2015 в RFEM
With the multiple variations for base shear discussed in NBC 2015, it may be difficult to determine which base shear variant is provided when running a response spectra analysis according to the standard in the structural analysis program RFEM.
Within the RF-DYNAM Pro – Equivalent Loads module, there are two spectrum types available after selecting NBC 2015, including the "Elastic response spectrum" and the "Design spectrum for linear calculation".
The "Elastic response spectrum" will provide the structure’s elastic base shear, Ve, from 4.1.8.12(5) [1] or Step 1 above. Это значение не учитывает Ie/RdRo и другие коэффициенты.
The "Design spectrum for linear calculation" will provide the structure’s design base shear, Vd, from 4.1.8.12(7) [1] or Step 3 above. Следует отметить, что дополнительный коэффициент, указанный в п. 4.1.8.12(6) и в шаге 2, в данном расчете не учитывается. The calculation does include Ie/RdRo, as these variables are listed in the RF-DYNAM Pro – Equivalent Loads Code Parameters table, whereas they are not listed for the "Elastic response spectrum".
Для каждого типа спектра пользователь может преобразовать эквивалентные нагрузки для того, чтобы привести их в соответствие требованиям коэффициента масштабирования в дополнительном модуле. Например, «спектр упругой реакции», который требуется для расчета прогибов конструкции, не включает в себя эффект Ie/Rd Ro, поэтому скорее всего должен быть отмасштабирован с помощью Vd/Ve согласно п. 4.1.8.12(10). For the "Design Spectrum for Linear Calculation" type, the Vd/Ve scale factor may also apply in addition to the factor specified in 4.1.8.12(6) or Step 2 above, which is not included in the calculation. RF-DYNAM Pro – Equivalent Loads provides a scaling option in each of global directions X, Y, and Z, in which the seismic force can be applied.
In summary, the linear dynamic analysis requirement and in particular the modal response spectrum analysis set forth by NBC 2015 are possible to consider utilizing the FEA program RFEM in addition to the RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads add-on module. Многие варианты горизонтального сдвига в основании по п. 4.1.8.12 могут быть рассчитаны в программе либо с помощью выбора типа спектра, либо с помощью ввода масштабного коэффициента в дополнительном модуле.
