Динамический расчет - это фундаментальный аспект расчета конструкций, который имеет решающее значение для понимания того, как конструкции реагируют на зависящие от времени силы, такие как землетрясения, ветер, колебания оборудования или нагрузки от транспорта. В отличие от статического расчета, в котором предполагается, что нагрузки применяются постепенно и остаются постоянными, динамический анализ учитывает эффекты инерции, затухания и диссипации энергии. Это делает его важным для проектирования устойчивых конструкций, которые могут противостоять сейсмическим воздействиям, предотвращать чрезмерные колебания и обеспечивают долговременную устойчивость. Вследствие того в гражданском строительстве динамический расчет широко применяется в:
- Сейсмический расчёт
- Контроль вибраций
- Фундаменты машин
- Анализ собственных колебаний
Dlubal Software предлагает мощные решения для решения этих динамических задач. С помощью RFEM 6 и RSTAB 9, а также специализированных аддонов для модального анализа, анализа спектра реакций, диаграммного метода и анализа изменений во времени, вы можете легко выполнять сейсмический расчёт, проектировать виброустойчивые конструкции, оценивать фундаменты под оборудование и собственные частоты. В нижеследующем тексте представлен обзор каждого аддона, а также ценные учебные ресурсы на веб-сайте Dlubal, которые помогут вам в их практическом применении.
Аддон Модальный анализ
Модальный анализ является важнейшим инструментом в проектировании конструкций, дающим представление о характеристиках собственных колебаний конструкции. Идентифицируя собственные частоты и формы колебаний конструкции, инженеры могут предотвратить резонанс, оптимизировать расчет и повысить общую устойчивость и безопасность.
Аддон Модальный анализ от Dlubal Software позволяет быстро и эффективно оценить собственные частоты и формы колебаний для моделей, содержащих стержни, поверхности и тела, и является необходимым условием для работы с другими аддонами для динамического расчёта. Все необходимые входные данные легко импортируются из основной программы RFEM 6/RSTAB 9. После успешного расчета, форма колебаний, собственное значение, угловая частота, собственная частота, период, эффективная модальная масса и коэффициент участия для каждой формы предоставляются и полностью интегрированы в основной интерфейс программы.
- КБ 1739 | Модальный анализ в RFEM 6 на практическом примере
- КБ 1891 | Методы определения количества форм колебаний в аддоне Модальный анализ
- КБ 1878 | Ключевые элементы динамики конструкций: собственная форма, период собственных колебаний и модальная масса
.png?mw=760&hash=90990fc10b779d88590f165264d767957a74ebb6)
Аддон Анализ спектра реакций
Аддон Анализ спектра реакций в RFEM 6 и RSTAB 9 позволяет выполнять эффективный сейсмический расчёт с помощью мультимодального метода спектра реакций. Пользователи могут либо выбрать предварительно заданные спектры на основе различных стран, либо задать свои собственные спектры по мере необходимости. Аддон также позволяет учитывать случайное кручение, обеспечивая более комплексный расчёт. Комбинируя формы деформации отдельных колебаний с соответствующими ускорениями из спектра реакций, программа напрямую рассчитывает деформации и внутренние силы системы, что исключает необходимость создания эквивалентных статических нагрузок.
- Seismic Design in RFEM 6 and RSTAB 9 According to Eurocode
- КБ 1721 | Сейсмический расчёт в RFEM 6
- КБ 1860 | Модальный анализ спектра реакций и учет горизонтальной силы в основании в RFEM 6 по норме NBC 2020
- КБ 1823 | Наложение модальных реакций в анализе спектра реакций с использованием эквивалентной линейной комбинации в RFEM 6 / RSTAB 9
- КБ 1833 | Использование нелинейностей при анализе спектра реакций в RFEM 6
Аддон Диаграммный метод расчёта
Аддон Диаграммный метод расчёта предлагает мощный инструмент для оценки воздействия землетрясений на модель, помогая предсказать деформации и потенциальное разрушение конструкции. Он позволяет пользователям задавать такие параметры, как горизонтальное распределение нагрузки, направление нагрузки, постоянные нагрузки и спектры реакций, для определения целевого перемещения.
Во время расчета, горизонтальные нагрузки применяются постепенно, с постепенным увеличением нагрузки, при этом на каждом шаге выполняется нелинейный статический расчет, пока не будет достигнут заданный предел. Полученные результаты содержат все стандартные результаты статического расчёта, с данными для каждого шага нагрузки. Результаты для каждого шага затем могут быть использованы для создания кривой несущей способности конструкции, обычно представляемой в диаграмме сила-деформация.
Кроме того, в формате ускорения-перемещения (AD) можно передать также несущую способность конструкции вместе со спектром реакций. Это приводит к созданию как спектра несущей способности, так и спектра реакций с ускорением-смещением (ADRS). Унифицированный формат представления позволяет провести прямое сравнение между несущей способности конструкции и сейсмическими нагрузками в рамках одного и того же графика.
Целевое перемещение рассчитывается автоматически по результатам расчета, которые можно отобразить как графически, так и в виде таблицы. Это облегчает оценку отдельных критериев приемлемости не только для целевого шага нагрузки смещения, но и для всех других шагов нагрузки. Кроме того, для дальнейшей детальной оценки доступны результаты статического расчета для каждого шага.
- Вебинар | Знакомство с новым аддоном Диаграммный метод расчёта
- КБ 1829 | Определение билинейности для кривой несущей способности (метод N2)
Аддон Анализ изменений во времени
Аддон Анализ изменений во времени позволяет выполнять динамический расчёт конструкций для внешних воздействий, таких как сейсмические нагрузки, колебания, вызванные машинными действиями, ударные силы или взрывы. Пользователи могут задавать диаграммы сила-время или ускорение-время и задавать параметры расчета, включая метод расчета и максимальное время расчета. Анализ выполняется либо с помощью модального анализа, либо с помощью линейного неявного метода Ньюмарка. Обратите внимание, что этот аддон ограничен линейными конструктивными системами, то есть нелинейные элементы либо игнорируются, либо преобразуются в линейные эквиваленты.
Существенным расширением возможностей Анализа изменений во времени является использование типа стержня «Демпфер». Эта функция позволяет интегрировать местные системы диссипации энергии, такие как настроенные амортизаторы массы, что значительно улучшает способность конструкции уменьшать динамические реакции.
После завершения расчета, результаты организованы в таблицы, которые можно просматривать для каждого временного шага или в виде пакета. Кроме того, результаты могут быть отображены также графически, например, в виде диаграмм расчёта, и анимированны для их дальнейшего анализа.
- Вебинар | Основы анализа изменений во времени в программе RFEM 6 (США)
- Вебинар | Анализ вынужденных колебаний в аддоне Анализ изменений во времени в RFEM 6
- Вебинар | Расчёт колебаний, вызванных пешеходами, с помощью линейного анализа изменений во времени в RFEM 6
Расширенные возможности сейсмического расчёта с помощью аддона Модель здания в RFEM 6
Аддон Модель здания в RFEM 6 также может сыграть важную роль при сейсмических расчётах. Этот аддон облегчает моделирование на основе этажей с жесткими плитами перекрытия, обеспечивая эффективное распределение масс и точную оценку реакции конструкции. При использовании для моделирования перекрытий «жесткой диафрагмы» модель еще больше упрощается за счет концентрации масс на уровне перекрытия, что также может быть представлено в программе визуально.
Ключевым преимуществом аддона Модель здания является его возможность определить междуэтажный сдвиг, критический параметр в сейсмическом расчете. Оценка смещений этажей имеет важное значение для сохранения несущей способности конструкции за счет ограничения чрезмерного смещения, которое может привести к неустойчивости системы или повреждению неконструктивных компонентов, таких как перегородки. С помощью этой функции инженеры могут вычислять коэффициенты устойчивости и коэффициенты симметрии между этажами, что позволяет им определить, нужно ли в сейсмическом расчёте учитывать эффекты P-Delta. Затем эти эффекты можно включить непосредственно в RFEM 6 вместе с аддоном Анализ спектра реакций для более комплексной оценки.
- КБ 1877 | Учет сейсмических P-Delta норм ASCE 7-22 и NBC 2020 в программе RFEM 6
- КБ 1866 | Bestimmung des Empfindlichkeitsbeiwertes zur Untersuchung der Notwendigkeit der Theorie II. Ordnung für dynamische Analysen
Заключение
Динамический расчет играет крайне важную роль в проектировании конструкций, поскольку он обеспечивает эффективное сопротивление зданий и объектов инфраструктуры таким динамическим воздействиям, как землетрясения, ветер, колебания машин или транспортные нагрузки. Программы RFEM 6 и RSTAB 9 и их специализированные аддоны предлагают комплексный и эффективный подход к выполнению этих расчётов. Аддон Модальный анализ формирует основу для динамических расчетов, определяя собственные частоты и формы колебаний. Аддон Анализ спектра реакций позволяет инженерам моделировать сейсмические нагрузки с помощью мультимодальных методов спектра реакций, в то время как аддон Диаграммный метод анализа оценивает работу конструкции и потенциальный ущерб при увеличении боковых сил. Для более сложных исследований, зависящих от времени, аддон Анализ изменений во времени позволяет моделировать колебания, вызванные машинным оборудование, и другие динамические эффекты.
Кроме того, аддон Модель здания расширяет возможности сейсмических расчётов за счёт поддержки моделирования на основе этажей, оценки междуэтажных сдвигов и оценки эффекта P-Delta. Полная интеграция с другими аддонами обеспечивает эффективную организацию и представление результатов сейсмического расчёта в RFEM 6.
Используя эти продвинутые инструменты, инженеры могут усовершенствовать расчёт конструкций, повысить устойчивость к динамическим силам и обеспечить соблюдение нормативов сейсмического проектирования, что в конечном итоге приведет к более безопасной и надёжной инфраструктуре.
