Использование приема стратификации при расчете сейсмических нагрузок

Использование приема стратификации при расчете сейсмических нагрузок

Выбор расчетной модели Расчетная модель должна быть выбрана и построена в соответствии с целью выполняемого расчета. Она должна принципиально правильно отражать те особенности работы конструкций, оценку которых необходимо выполнить. Для этого расчетная модель должна быть максимально простой и не учитывать несущественные факторы.

Стратификация – представление конструкции набором моделей, каждая из которых выявляет определенные особенности НДС конструкции Модель для расчета каркаса – колонн, ДЖ Модель для расчета перекрытий

Сопоставление результатов расчета каркаса по разным моделям Сетка плит 2 х2 м Сетка плит 0. 5 х0. 5 м

Сопоставление результатов расчета каркаса по разным моделям Параметр Значение Мелкая сетка Крупная сетка % Число конечных элементов Число уравнений Требуемая оперативная память, МБ 50252 4132 91. 8 300114 20076 93. 3 579 32 94. 5 Время расчета, с 282 10 96. 5 Наибольшее армирование колонн, см 2 72. 4 (12 ф28 мм) 69. 04 (12 ф28 мм) 4. 6

Сопоставление результатов расчета перекрытий по разным моделям Сетка плиты 2 х2 м Сетка плиты 0. 5 х0. 5 м

Сопоставление результатов расчета перекрытий по разным моделям Верхнее армирование As, max=10. 4 см 2/м As, max=31. 2 см 2/м

Сопоставление результатов расчета перекрытий по разным моделям Нижнее армирование As, max=12. 7 см 2/м As, max=10. 4 см 2/м

Фрагментация – подробное исследование части конструкции

Упражнение по стратификации Имеется расчетная модель железобетонного каркаса здания со всеми расчетными нагрузками, а также сейсмическими нагрузками, вызванными горизонтальными поступательными и вращательными воздействиями (Strat 1. fea). Требуется выполнить расчет плиты перекрытия над подвалом на вертикальное сейсмическое воздействие с возможностью последующего использования этих результатов в конструктивных расчетах.

Для решения поставленной задачи невозможно использовать исходную модель каркаса, т. к. невозможно определить необходимые формы колебаний плиты перекрытия над подвалом, которые следует учесть при ее расчете на вертикальное сейсмическое воздействие. Поэтому будем использовать другую модель каркаса, в которой все вертикальные нагрузки, включая нагрузку собственного веса конструкций, оставим только на рассматриваемом перекрытии. В этом случае значительно сократится число динамических степеней свободы системы – останутся только степени свободы рассматриваемой плиты, что даст возможность определить все требуемые формы ее колебаний.

Шаг 1. Исходную модель Strat 1. fea сохраняем под новым именем Strat 2. fea.

Шаг 2. В модели Strat 2. fea удаляем все вертикальные нагрузки, кроме тех нагрузок, которые действуют непосредственно на нижнее перекрытие.

Шаг 3. Обнуляем плотность всех материалов конструкций.

Шаг 4. Нагрузку собственного веса плиты нижнего этажа задаем как равномерно-распределенную нагрузку интенсивностью 0. 2 м * 27. 0 к. Н/м 3 = 5. 4 к. Н/м 2.

Шаг 5. Определяем формы и частоты собственных колебаний модели.

Шаг 6. Выполняем анализ форм колебаний, отбираем формы, которые следует учесть.

Шаг 7. Выполняем расчет сейсмических нагрузок. В результате получим 15 новых нагружений (НГ 13…НГ 27).

Шаг 8. Передаем полученные сейсмические нагрузки (квазистатические нагружения) в исходную модель.