Презентация на тему "Расчет на сейсмические воздействия в системе SCAD"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Расчет на сейсмические воздействия в системе SCAD

• 
  Слайд 2
  

  «...людей убивают не землетрясения, а здания» М.А. Клячко

• 
  Слайд 3

  Общие сведения о землетрясениях

  • Землетрясения возникают обычно в зонах разлома земляной коры, их интенсивность в очаге измеряется шкалой магнитуд M (шкалой Рихтера), а на поверхности земли сила землетрясения I определяется шкалой балльности.
  • Примерно: I = 1,5M -3,5lg(h2 + d2)1/2 + 3, где глубина hи расстояниеd заданы в километрах

• 
  Слайд 4

  Расчет на сейсмические воздействия в системе SCAD

  • От очага к поверхности распространяются глубинные волны: продольные волны сжатия и поперечные волны сдвига.
  • При отражении глубинных волн от дневной поверхности возникают поверхностные волны Лява (сдвиги в плоскости дневной поверхности) и волны Рэлея (аналогичные волнам на воде).
• 
  Слайд 5
  

  Сейсмические движения грунта определяются акселерограммами (зависимость «ускорение - время»), велосиграммами («скорость - время») или сейсмограммами («перемещение - время»).

• 
  Слайд 6
  

  Часто используется способ задания сейсмического воздействия с помощью спектра отклика.

• 
  Слайд 7

  Нормирование сейсмических воздействий

  Нормативные документы регламентируют выполнение сейсмических расчетов на базе линейно-спектральной теории. В ее основе лежат вычисленные (или замеренные) ускорения маятников с различными периодами собственных колебаний, вызванные землетрясением. Максимальные значения таких ускорений представляются в функции периода собственных колебаний маятника (пробного осциллятора) и образуют спектр реакций, который служит основой для определения сейсмической нагрузки.

• 
  Слайд 8

  Расчет на сейсмические воздействия в системе SCAD

  В СНиП эти данные приводятся в форме коэффициента динамичности.

• 
  Слайд 9
  

  • Используется предположение о поведении основания сооружения как единого жесткого тела (к сожалению, без явного указания на эту гипотезу), предполагая, что все опорные точки конструкции движутся поступательно по одинаковому закону X0 = X0(t).
  • Учет вращений, сопровождающих поступательное перемещение основания, предусматривается в проекте новых норм, однако в этой части еще продолжается дискуссия.
• 
  Слайд 10

  Поступательное = движение

• 
  Слайд 11

  Сейсмическая нагрузка

  • Расчетная сейсмическая нагрузка в точке k, соответствующая i-му тону собственных колебаний
  • Sik = K1K2QkAbiKyhik
  • K1 –допустимые повреждения; K2 и Ky– конструкция;
  • Q – вес массы; А – расчетная сейсмичность;
  • Здесь Y - форма собственных колебаний.
• 
  Слайд 12

  Динамическая модель

  • Принятая динамическая модель определяет частоты и формы собственных колебаний. Важно правильно указать учитываемые массы и жесткости.
  • Заметное влияние оказывают «ненесущие» элементы здания (перегородки, ограждения и т.п.).

  Первый тон:

  • без перегородок – 9,6 Гц
  • с перегородками – 13,2 Гц
• 
  Слайд 13

  Расчет на сейсмические воздействия в системе SCAD

  В системе «сооружение-основание» возникает обратное воздействие сооружения на основание. Его интенсивность зависит от массы сооружения m, радиуса фундамента r = (F/p)1/2, плотности грунта р и скорости распространения волн V.

• 
  Слайд 14
  

  Важно правильно выбрать число учитываемых форм собственных колебаний. Бывают случаи, когда первые 6-7 собственных форм не влияют на решение.

• 
  Слайд 15
  

  Для определения частот и форм собственных колебаний можно использовать блочный алгоритм Ланцоша со сдвигами. Реализованный в SCAD вариант метода оснащен механизмом подсчета процента учтенной модальной массы.

• 
  Слайд 16
  

  Опыт показывает, что приращение значения учтенной массы происходит негладко, и многие собственные формы практически ничего не привносят в этот показатель.

• 
  Слайд 17

  Сопоставление критерия учтенных масс и критерия реакции системы

  • 1-я форма
  • 2-я форма
  • 3-я форма
  • SRSS по 100 формам
• 
  Слайд 18

  Сейсмическая реакция

  Суммирование вкладов отдельных форм колебаний нормами рекомендуется выполнять с использованием среднеквадратичной оценки Розенблюма.

• 
  Слайд 19

  Расчет на сейсмические воздействия в системе SCAD

  • Использование формулы Розенблюма «гасит» знаки модальных компонент сейсмической реакции, что может приводить к недоразумениям.
  • Для варианта б) будут возбуждаться обе формы собственных колебаний, но тот факт, что компоненты по оси Y имеют разные знаки и гасят друг друга, окажется потерянным. В результате окажется, что возбуждаются перемещения не только по направлению действия сейсмического толчка, но и в перпендикулярном направлении.
• 
  Слайд 20
  

  • Суммирование внутренних усилий, которые определяются для каждой из учитываемых форм собственных колебаний, также выполняют по формуле Розенблюма, и потеря знака при возведении в квадрат приводит, например, к тому, что сжато-изогнутые сечения оказываются растянуто-изогнутыми.
  • Для борьбы с этим явлением значениям компонент вектора внутренних усилий присваиваются знаки такие, как в первой форме собственных колебаний. Но для этого нужно предположить, что именно первая форма собственных колебаний и реализует основной вклад в суммарное значение каждой из компонент вектора-ответа. А это не всегда так.
• 
  Слайд 21
  

  • Простейшие консольные схемы, широко распространенные в практике проектирования, являются данью традиции «ручного» расчета. Более того, они маскируют некоторые реальные эффекты поведения конструкций, что приводит к необходимости искусственного введения эксцентриситетов (см. п. 2.15 норм), чтобы учесть крутильные колебания.
  • Можно ввести массы с коэффициентами f и 2-f на разных половинах схемы.
• 
  Слайд 22
  

  Предположение о синхронном движении всего основания недопустимо использовать, когда размеры сооружения сопоставимы с длиной сейсмической волны.

• 
  Слайд 23

  Направление действия

  Направление действия сейсмической нагрузки задается в программе с помощью направляющих косинусов. Требуется перебрать множество таких направлений, чтобы найти наиневыгоднейшее, и они оказываются различными для разных факторов.Детальные рекомендации приведены в нормах проектирования атомных объектов:

  • S = Sx + 0,4Sy + 0,4Sz;
  • S = 0,4Sx + Sy + 0,4Sz;
  • S = 0,4Sx + 0,4Sy + Sz;
  • S = (Sx2 + Sy2 + Sz2)1/2
• 
  Слайд 24

  Здания обычной застройки

  • Было интересно проверить, что происходит в зданиях, где не выполняются конструктивные рекомендации для строительства в сейсмических районах, и для этого выполнены расчеты недавно построенного в Киеве здания.
  • По сравнению с обычным расчетом, не учитывающим сейсмическое воздействие, расчетные усилия в некоторых несущих элементах возросли на 15% при сейсмичности 5 баллов и на 40% - при 6 баллах.
• 
  Слайд 25

  Оценка возможного уровня увеличения сотрясаемости (Укргеология)

  Имеются многочисленные примеры увеличения уровня сейсмичности уже застроенных территорий, например, вследствие техногенных влияний. Многие регионы изменили уровень сейсмичности при введении новых карт сейсморайонирования России.