Еврокод 8. Проектирование сейсмостойких конструкций
В ПК ЛИРА-САПР реализованы требования строительных нормативных документов многих стран, в том числе, комплекта гармонизированных европейских стандартов Eurocodes (Еврокоды), а также национальных приложений к Eurocodes для Республики Казахстан, Республики Беларусь и Украины.
Еврокод 8. Проектирование сейсмостойких конструкций
В ПК ЛИРА САПР возможен расчет зданий и сооружений на сейсмические воздействия согласно Еврокод, в том числе, с учетом национального приложения для Республики Казахстан:
- EN 1998-1:2004;
- СП РК EN 1998-1:2004/2012+НТП РК 08-01.1-2017 Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 1. Общие правила, сейсмическое воздействие и правила для зданий.
1. Методы расчетов
Для решения задач на сейсмические воздействия в ПК ЛИРА САПР 2022 реализовано несколько основных методов:
1.1 Спектральный метод с использованием модального анализа
Наиболее распространенный подход к расчету зданий и сооружений на сейсмическое воздействие – расчет с разложением движения по формам колебаний в спектральной постановке. При расчетах на сейсмические воздействия ПК ЛИРА САПР позволяет применить метод спектра ответов. В этой постановке на первом этапе расчета определяются собственные формы колебаний. Далее по каждой из форм колебаний определяются инерционные сейсмические силы, которые прикладываются как статические нагрузки.
В ЛИРА САПР реализована возможность задать динамическое воздействие по EN 1998-1:2004 и по СП РК EN 1998-1:2004/2012+НТП РК 08-01.1-2017 (национальное приложение Казахстана) в автоматическом режиме, либо вручную через различные акселерограммы.
ReSpectrum
Программный модуль ReSpectrum предназначен для построения спектров ответа одномассового осциллятора от динамических воздействий, заданных с помощью акселерограмм, сейсмограмм, велосиграмм и трехкомпонентных акселерограмм, а также для взаимного преобразования этих воздействий (акселерограмма ’ сейсмограмма, акселерограмма ’ велосиграмма, сейсмограмма ’ акселерограмма, сейсмограмма ’ велосиграмма, велосиграмма ’ сейсмограмма, велосиграмма ’ акселерограмма).
Конденсация масс
Реализована возможность для каждого динамического загружения задавать список КЭ, в узлы которых будут собираться массы. Данная возможность упростит подготовку расчетных схем, когда возникала необходимость для сбора масс создавать дублирующие загружения, в которых, например, исключались нагрузки для стилобатной части здания. Или когда в рамках одной модели выполняется расчет отдельных секций зданий на общем фундаменте, и приходилось разделять массы для получения корректного расчета инерционных нагрузок и контроля набора модальных масс по отдельным секциям.
1.2 Прямое интегрирование уравнений движения
Система Динамика во времени в отличие от расчета на динамические воздействия, реализованного в линейном процессоре на основе методов спектрального анализа, позволяет рассчитать на динамические воздействия нелинейно деформируемые конструкции – конструкции с односторонними связями, физически нелинейные системы, имеющие зависимость σ-ε в виде диаграммы Прандтля.
На основе системы Динамика во времени легко провести компьютерное моделирование поведения нелинейно деформируемой конструкции от динамического воздействия во времени.
Приложение сейсмической нагрузки возможно с применением разнообразных пользовательских законов, представлены на следующем рисунке. В том числе, возможно задание нагрузок определенных согласно п.п. 3.2.3.1 EN 1998-1:2004.
Коэффициенты Рэлея
Коэффициенты Рэлея - коэффициенты пропорциональности массы α и жесткости β для учета демпфирования по Рэлею. Данные используются в расчетном модуле ДИНАМИКА во времени.
1.3 Нелинейный статический метод (Pushover Analysis)
В ПК ЛИРА-САПР реализован Универсальный Pushover analysis (п.п.4.3.3.4 EN 1998-1:2004) для много-массовой расчетной модели.
Pushover analysis (метод спектра несущей способности) - это статический нелинейный расчет, при котором вертикально нагруженная расчетная модель сооружения подвергается монотонному наращиванию горизонтальной сейсмической нагрузки с контролем горизонтального перемещения.
В качестве сейсмической нагрузки для нелинейного расчета выбираются инерционные силы, вычисленные в линейном расчете и соответствующие форме собственных колебаний с наибольшей модальной массой.
Наращивание горизонтальной нагрузки производится до тех пор, пока не будет достигнуто контрольное перемещение заранее назначенных уровней конструкции, либо ее полное разрушение.
В качестве критериев достижения контрольных перемещений в ПК ЛИРА САПР приняты:
- предельные значения перекосов между назначенными уровнями конструкции;
- предельная величина наращивания сейсмической нагрузки.
Реализованный в ПК ЛИРА САПР алгоритм Pushover analysis является универсальным и может быть применен ко всем возможным спектрам реакций. Это зависимости «коэффициент динамичности І – период колебаний Т» в нормах России (СНиП, СП), Украины (ДБН), Грузии, Армении, стран Средней Азии. Это и зависимости «ускорение Sa – перемещение Sd» в нормах Казахстана, стран Европы (Еврокод), а также США (IBC-2006, ASCE 7-05). Допускается также задание произвольных пользовательских спектров и спектров реакций от пользовательских акселерограмм.
2. Некоторые особенности расчета на сейсмические воздействия согласно EN 1998-1:2004
2.1 Учет многокомпонентности сейсмического воздействия
Для учета многокомпонентности действующей сейсмической нагрузки согласно п.п. 4.3.3.5 EN 1998-1:2004 в ПК ЛИРА САПР используется специальная функция – «комбинировать результаты загружений».
2.2 Учет эффектов кручения
Одним из вариантов учета эффектов кручения (п.п. 4.3.3.3.3 EN 1998-1:2004), обусловленных неопределенностями в расположении масс и пространственными вариациями сейсмического движения, является смещение расчетных центров массы на каждом этаже здания относительно номинального положения на расстояние eak в направлении ортогональном направлению действия сейсмических сил.
Эффекты случайного кручения, реализуемые смещением цента масс, в ПК ЛИРА-САПР можно реализовать путем, описанным далее. Моделирование эффектов случайного кручения выполняется в следующей последовательности:
- для сбора весов масс выполняется переход от нагрузок, распределенных по площади перекрытия, к нагрузкам, сосредоточенным в узлах пересечения вертикальных несущих элементов с плитами перекрытий;
- определяется положение центра тяжести (масс) плиты перекрытия;
- создаются загружения со смещенным центром тяжести, из которых собираются веса масс для динамического расчета.
Подробная статья
Оцените возможности
Если у вас все еще есть сомнения, загрузите демонстрационную версию и попробуйте или свяжитесь с нашей службой поддержки для получения более подробной информации.