Модальный анализ
Первым загружением, которое требуется определить для сейсмического расчета, является модальный анализ. В результате определяются значения собственных колебаний, включая собственную частоту, форму колебаний, модальную массу и коэффициенты эффективных модальных масс.
В программе RFEM 6 сочетание масс для данного расчета может быть создано автоматически, если активирована функция мастера сочетаний (рисунок 1). Это позволяет задать расчетный случай «сейсмика/сочетание масс» (рисунок 2). Таким образом, сочетание масс в соответствии с выбранной расчетной нормой доступно в качестве сочетания нагрузок и может быть применено в качестве исходных данных для модального анализа (рисунок 3).
Метод решения собственных чисел, тип матрицы масс и тип преобразования масс можно легко изменить в настройках модального анализа (рисунок 4). Кроме того, пользователь может задать количество форм или, наоборот, продолжить с автоматическими настройками до достижения заданной максимальной собственной частоты. Опция пренебрежения массами также присутствует в настройках модального анализа.
Анализ спектра реакций
Как только загружение "модальный анализ" задано, можно создать новое загружение для анализа спектра реакции. На данном этапе можно импортировать модальный анализ из соответствующего загружения (рисунок 5).
The Modal Combination Method (SRSS, CQC, Absolute Sum) and the Combination rule for directional components (Scaled Sum or Absolute Sum) can be defined in the spectral analysis settings (Image 6). Кроме того, можно учесть случайное кручение, задав эксцентриситет и длину здания.
Затем необходимо назначить спектры реакций, как показано на рисунке 7. The response spectra in the X, Y, and Z directions can be user-defined, generated from an accelerogram or according to the standard set in the Base Data of the model. В данном загружении можно выбрать подходящие формы в соответствующей вкладке.
Кроме периода собственных колебаний и ускорения отдельных форм, отображается также коэффициент эффективных модальных масс. Как показано на рисунке 8, можно задать критерий для коэффициента эффективных модальных масс и соответствующим образом отфильтровать формы.
Результаты
The results of the spectral analysis in each direction as well as the results envelope can be directly displayed through the Results tab of the navigator (Image 9). Более подробные результаты содержатся в таблицах.
Наконец, спектральный анализ можно объединить с другими нагрузками, чтобы сформировать расчетное сочетание. The automatic generation of a results combination is possible by selecting this option in the base data of Load Cases and Combinations (Image 1).
Hence, the only action required by the user is to create a design situation of ULS (STR/GEO) – Seismic type and select the Result combinations in the Combination Wizard as illustrated in Image 10. Таким образом, программа автоматически создаст расчетные сочетания с максимальными сейсмическими нагрузками, которые будут применены для расчета конструкции (рисунок 11).
Если активирована опция промежуточных результатов, то загружения можно присвоить расчетному сочетанию, как показано на рисунке 12.
Заключительные замечания
Для сейсмико-динамического анализа в программе RFEM 6 содержатся дополнительные модули «Модальный анализ» и «Анализ спектра реакций». At first, a load case of the modal analysis type is required to obtain the natural vibration values.
The mass combination for this analysis can be generated automatically, using the Combination Wizard. This load case is then imported into a response spectrum analysis load case, where a response spectrum can be assigned and the modes of interest can be selected.
После выполнения спектрального анализа и получения результатов, в качестве последнего шага следует задать расчетное сочетание. В RFEM 6 соответствующее расчетное сочетание может быть сгенерировано полностью автоматически. Наконец, результаты могут быть использованы для расчета конструктивных элементов.