Wiki ЖБК

Материалы для проектирования железобетонных конструкций

Инструменты пользователя

Инструменты сайта


пульсации

Пульсации ветра. Динамический расчёт

Перед расчётом любой задачи с учётом динамики

  • Перед началом расчёта необходимо сделать любую тестовую задачу динамики с известным решением. Результат должен сойтись с примером. В SCAD есть заморочка с переводом нагрузок в массы. Я сталкивался с ситуацией, когда в зависимости от принятых единиц измерения надо было умножать (или делить) коэф-ты на g (ускорение свободного падения), т.е. на 9.8, чтобы получить правильные частоты. Вероятно, эта возможность предоставлена для тех, кто вводит силы в статическом загружении в ньютонах. Чтобы их верно пересчитать в массы для динамического расчёта добавлена возможность ввести коэффициент 1 / 9.8 = 0.102. Это и надо проверить с помощью тестовой задачи

Верификационные задачи

Необходимость выполнения динамического расчёта

СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия", п. 11.1.8:

  • в) для сооружений, у которых вторая собственная частота меньше предельной, необходимо производить динамический расчет с учетом s первых форм собственных колебаний. Число s следует определять из условия ƒs < ƒl < ƒs+1
  • При расчете многоэтажных зданий высотой до 40 м и одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5, размещаемых в местностях типа А и В (см. 11.1.6), пульсационную составляющую ветровой нагрузки допускается определять по формуле (11.5).

Алгоритм расчёта

SCAD в протоколе расчёта выдаёт ускорение для самой верхней точки модели 1). Эти значения сравниваются с допустимыми по нормам (0,08 м/с2). Если проверка не проходит, то и для верхнего жилого этажа скорее всего не пройдёт

Расчёт произвольной точки

Для определения максимального ускорения в произвольной точке необходимо для всех основных форм колебаний найти:

  • значения перемещений этой точки от действия только пульсационной составляющей (без учёта перемещений от статической составляющей ветра) - Ai [м]
  • период колебаний Ti [с]

Частоту колебаний fi, [Гц] можно определить по следующей формуле:

fi = 1/Ti

Зная амплитуду и частоту, можно найти максимальное ускорение a для i-той формы [м/с2]:

ai = Ai*wi2

где Ai - амплитуда i-той формы колебаний [м]
wi - круговая частота i-той формы колебаний [рад/с]

wi = 2*пи*fi

Таким образом получаем:

ai = Ai*4*пи2 / Ti2

Максимальное ускорение точки a [м/с2] есть сумма максимальных ускорений по всем основным формам колебаний:

a = a1 + a2 + a3 + … 2)

Примечения

Мне представляется, что складывать надо не абсолютные значения, а вектора. Причём, это тоже скорее всего не верно, т.к. из-за разных частот колебаний максимальные значения ускорений будут получаться в разные моменты времени

Рекомендуется также посчитать ускорение для верхней точки и сравнить его со значением в протоколе, чтобы убедиться в правильности использования формулы

П.С. Важно помнить, что колебания происходят не от нуля (ветер не действует), а вокруг точки, полученной от действия статической составляющей ветровой нагрузки (без пульсационной составляющей)

Полезные сслыки

1) при расчёте по СНиП данные в протоколе выводятся только в том случае, если вторая частота собственных колебаний меньше предельной по СП
2) см. примечания

Обсуждение

Alex, 2013-12-12 08:45
Ветровые нагружения задаете по всем 4 сторонам здания? И далее их в несочетаемые нагружения заносите?
Dmitry Rudenko, 2013-12-12 11:34
Зависит от того, что Вы считаете. Я считаю, что для обычных гражданских зданий, имеющих вытянутую (прямоугольную) форму в плане, выполненных из монолитного железобетона, вполне достаточно одно направления (вдоль меньшей стороны прямоугольника) и учёта знакопеременности нагрузи.

П.С. Оговорюсь - по опыту расчётов в I и II ветровом районе.
Alex, 2013-12-12 11:38
Т.е коэффициент мю берете 0,7? Вносит ли изменения в Ваш подход этажность здания?
Dmitry Rudenko, 2013-12-12 11:56
О каком мю идёт речь? Единственный коэф-т 0,7, который мне припоминается, это при расчётах на динамическую комфортность - вводится к пульсационной составляющей ветровой нагрузки.
Alex, 2013-12-12 11:58
Перепутал, имел ввиду аэродинамический коэффициент С
Dmitry Rudenko, 2013-12-12 19:18
Аэродинамический коэф-т я беру 1,3 (складываю давление и отсос) и прикладываю к плите в уровне каждого перекрытия
Сергей, 2016-09-12 21:18
Добрый день!
Именно так и я поступаю "Аэродинамический коэф-т я беру 1,3 (складываю давление и отсос) и прикладываю к плите в уровне каждого перекрытия"
И так "Я считаю, что для обычных гражданских зданий, имеющих вытянутую (прямоугольную) форму в плане, выполненных из монолитного железобетона, вполне достаточно одно направления (вдоль меньшей стороны прямоугольника) и учёта знакопеременности нагрузи. "

Сколько десятков экспертиз пройдено ... замечаний не было.
И на тебе в сейсмическом районе такие вопросы:
"Отсутствие наветренных и подветренных, а также на боковых сторонах. Согласно СП 20.13330.2011 (Д.1.2)."
Сергей, 2014-01-10 13:48
Прошу прощение меня как раз интересует динамическая комфортность коэфициент avib больше нормотивного в одном узле , в остальных узлах он намного ниже нормы вопрос что делать? считать средннее на этаж, забить или менять схему в МДС 20-1.2006 говорится сто можно "В том случае, если это требование не выполняется, необходимо предпринять меры по снижению уровня колебаний зданий" кто знает какие меры можно принять?
Dmitry Rudenko, 2014-01-10 15:49
Добрый день. Если в 1 узле (что крайне странно), то я не обращал бы внимания. Для снижения уровня колебаний надо увеличивать жёсткость каркаса - вводить больше диафрагм.
Игорь, 2014-01-14 00:32
Попробуйте ввести этаж с монолитными стенами вместо перегородок в расчетную схему. Расположите его на самом последнем этаже или где-нибудь посередине.
Астафуров Артём, 2014-04-28 15:25
Извините за беспокойство, скажите пожалуйста, а где можно посмотреть ускорение для самой верхней точки модели, если как раз оно не выводится в протокол расчета?
Dmitry Rudenko, 2014-05-12 14:12
Если оно не выводится в протоколе, значит первая собственная частота больше нормируемой и определять ускорения не требуется. Где посмотреть - так сходу не подскажу.
Евгений, 2014-12-09 17:36
Подскажите пожалуйста какие массы учитывать при пульсации ветра?
Постоянная, снег, вес оборудования? Оборудование с заполнением или только собственный вес?
Dmitry Rudenko, 2014-12-09 18:03
Массы, эквивалентные постоянным и длительным нагрузкам
Rustam Valeev , 2016-03-05 12:03
Здравствуйте, Дмитрий. Можете привести ссылку на литературу или обосновать ваше решение по формированию МАСС из только постоянных и длительных нагрузок
Dmitry Rudenko, 2016-03-05 13:20
Мне кажется, что это логично и не требует каких-то особых обоснований. В литературе встречал, но сходу не вспомню где. Посмотрите форум на dwg.ru, там это многократно обсуждалось.
Иван Кайгородов, 2015-07-28 14:25
Здравствуйте!
Как вы пришли к выводу, что для сбора масс нужно брать именно НОРМАТИВНЫЕ значения нагрузок?

Если SCAD использует собранные массы только для определения форм колебаний, то логично и вопроса нет, но только ли для определения форм колебаний вводятся эти массы?
Dmitry Rudenko, 2015-07-28 14:58
Иван, добрый день.
Например, коэф-т надёжности по нагрузке для собственного веса жб конструкций согласно СП20 может варьироваться от 0,9 до 1,1 в зависимости от того, что опаснее.
С точки зрения курса динамики сооружений, массы влияют только на собственные частоты. На формы, вроде, не влияют. Не уверен.
Иван Кайгородов, 2015-07-28 15:08
С другой стороны частота собственных колебаний обратно пропорциональна присоеденяемой массе, тогда большие массы дадут меньшую частоту и соответственно больше вероятность, что потребуется динамический расчет, что как я понимаю даст в итоге большие напряжения.



Как вы считает нужно поступать?
Dmitry Rudenko, 2015-07-28 15:09
Я считаю, что нужно массы определять от нормативных значений постоянных и длительных нагрузок.
Иван Кайгородов, 2015-08-01 10:41
Посмотрел у Троицкого как раньше считали сейсмику врукопашную. Формы колебаний в предлогаемом расчете напрямую завитят от распределения масс.

В таком случае, намой взгляд, очень логично собирать массы от нормативных значений.

Спасибо за статью.
Алексей, 2015-11-27 20:27
Вы говорите
"при расчёте по СНиП данные в протоколе выводятся только в том случае, если вторая частота собственных колебаний меньше предельной по СП".
а так же
"Если оно не выводится в протоколе, значит первая собственная частота больше нормируемой и определять ускорения не требуется. Где посмотреть - так сходу не подскажу."
Так всё-таки это определяется по первой или второй или первой частоте? И где это прописано в нормах, что в каких-то случая допускается не делать расчет на динамическую комфортность?
Роман, 2016-11-02 13:19
Расчет сходится, это легко проверить в новом SCAD 21, т.к. наконец можно посмотреть ускорение в любом узле и построить карту ускорений узлов...
Довольно удобная штука, даже можно в томик картинку вставлять для экспертизы...
При этом суммарные ускорения от динамической нагрузки SD считаются как корень квадратный из суммы квадратов по формам, как для перемещений и усилий, что соответствует формуле 11.9 СП 20.13330.
Получается для правильного вычисления ускорений нам требуется задать нормативное ветровое загружение и динамическое загружение с коэфф. 0.7 и посмотреть результат для плиты последнего этажа...
При этом всем удобстве встает вопрос о том что пороговое значение 0.08 в СП довольно неоднозначное... тот же ISO 10137:2007 не дает определенного значения, а дает график в зависимости от частоты... при этом это еще и "first natural frequency" и само значение при ниже 0.08...
Остается вопрос к нашему СП - ограничение на суммарное ускорение или же по каждой форме в отдельности... хотя может оно и завышено именно с целью сравнения с суммарным ускорением...
Ваш комментарий:
   ___  ______  ____ 
  / _ \/_  __/ / __ \
 / , _/ / /   / /_/ /
/_/|_| /_/    \____/
 
PDF Export Download this page as a pdf Text Export Download this page as a plain text
пульсации.txt · Последние изменения: 2014-01-10 15:49 — swell

Инструменты страницы