Общее описание
SkyCiv включил в платформу новую мощную функцию, состоящую из анализа спектра реакции пластины.. В этой статье, мы рассмотрим пример небольшого здания, как показано на следующем изображении. Основная цель — объяснить некоторые важные детали при самостоятельном выполнении аналогичного анализа..
фигура 1. Пример небольшого здания
Вы можете видеть, что небольшая железобетонная конструкция имеет стены и плиты, построенные с использованием пластинчатого элемента SkyCiv.. При проектировании здания на динамические нагрузки, такие как землетрясения., большинство строительных норм и правил устанавливают некоторые методы, такие как «Процедура или анализ спектра отклика». (ЮАР).’
RSA состоит из ускорения на уровне сейсмического расчета по плавной кривой, заданной кодом.. Вы можете прочитать эти статьи SkyCiv: Анализ спектра реакции: Пример здания и анализ спектра отклика: Методы модальной комбинации для получения дополнительной информации и примеров. Анализ спектра реакции: Примеры постройки и Анализ спектра реакции: Модальные комбинированные методы.
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
Модель конечных элементов: Динамический анализ пластин
После определения геометрии и материалов для примера, Следующий важный шаг — провести линейный анализ сетчатой структуры.. Пожалуйста, взгляните на модель на рисунке. 2.
фигура 2. Сетчатое маленькое здание
Уравнение движения, которое необходимо решить при выполнении анализа спектра отклика, имеет форму:
\({Мне}{\точка{X_e}}+{C_e}{\точка{X_e}}+{К_е}{X_e}знак равно{-\точка{Х_0}{(T)}{Мне}{J}}\)
куда:
- \({Мне}\) это непротиворечивая матрица для масс.
- \({C_e}\) матрица демпфирования (Часто, это значение можно рассчитать как линейную комбинацию матриц жесткости и масс. \({C_e}знак равно{\альфа}{К_е}+{\бета}{M}\) ).
- \({К_е}\) матрица жесткости.
- \({X_e}\) – вектор смещения относительно основания конструкции.
- \({Х_0}{(T)}\) вектор смещения грунта (Имеет все степени свободы: 3 смещения и три вращения).
- \({J}\) вектор с унитарными компонентами.
Благодаря SkyCiv с использованием метода конечных элементов для пластин, матрица \({Мне}\) можно получить с помощью следующего выражения для кинетической энергии:
\({Э_с}знак равно{\гидроразрыва{1}{2}}{\int_{том} {\ро}{\точка{Икс}^ 2}{ДВ}Vol}\) .
Теперь мы пишем \(Икс) смещение как функцию его узлов и использовать некоторые интерполяционные выражения (\(N_{Икс}^{T}\)).
\({Икс}=N_{Икс}^{T} {Икс}\). Если мы подставим это значение в уравнение энергии, мы получили:
\({Э_с}знак равно{\гидроразрыва{1}{2}}{\точка{Икс}^{T}}\{{\int_{том}{\ро}{N}{Н^Т}{d}{Vol}}\} \точка{Икс} \)
Так, мы можем сказать это:
\( М = {\int_{том}{\ро}{N}{Н^Т}{d}{Vol}}\)
Определение приведенной выше матрицы позволяет нам провести модальный анализ., что необходимо для динамического анализа. фигура 3 помогает нам с некоторыми рекомендуемыми данными.
фигура 3. Максимальные рассматриваемые режимы увеличены до 40
Увеличение общего количества режимов рекомендуется до строгого выполнения кодов.. Это повлияет на общие коэффициенты массового участия, которые должны достичь значения 90%.
Призрачные нагрузки
Следующим шагом является определение спектральных нагрузок.. Мы можем включить собственную функцию или использовать кейсы, ранее созданные на платформе SkyCiv.. В этом примере для каждого основного направления плана здания используется график ASCE.. Проверьте входы на рисунке 4 и рисунок 5.
фигура 4. Настройки для RSA, Первая часть
фигура 5. Настройки для RSA, часть вторая
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
Анализ результатов и выводы
фигура 6. Сводка по режимам и массовому участию, Первая часть
фигура 7. Сводка по режимам и массовому участию, Первая часть
фигуры 6 и 7 укажите режимы и значения массового участия. В этих таблицах определены основные режимы в каждом направлении плана, соответствующие режимам с наибольшим значением массового участия..
Режим 24, Т = 0.029 секунд, массовое участие = 44.80 % «направление х»:
фигура 8. Основной модальный режим для направления X.
Режим 23, Т = 0.030 секунд, массовое участие = 41.80 % «направление Z»:
фигура 9. Основной модальный режим для направления Z.
SkyCiv также дает смещения, силы, подчеркивает, и так далее при запуске RSA. Следующие изображения помогут нам понять, как ведут себя здания..
фигура 10. Перемещения в направлении X для варианта нагрузки RSA.
фигура 11. Смещение в направлении Z для варианта нагрузки RSA.
Теперь вы можете проектировать пластинчатые элементы с этими результатами.. Предлагаем вам прочитать статьи SkyCiv о дизайне пластин.: Модуль дизайна пластин и примеры прикладных плит на основе кода в следующих ссылках: ACI, AS-3600 и Еврокод 2.
Также, со SkyCiv, мы можем получить базовые реакции для проектирования фундамента.
фигура 12. Базовые реакции для варианта нагрузки RSA.
Просто помните о признаках результатов! Все они имели положительные или абсолютные значения.. Это связано с тем, что при использовании метода RSA мы получаем максимальные абсолютные значения для каждого компонента конструкции..
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
