Расчет на сейсмику. Гармонический анализ. Ошибка: Необходимы дополнительные точки в определении кривой возбуждения.

[eatokar 7]

Доброго времени суток, знатоки! Прошу помочь найти ошибку.

Нужно рассчитать строительные конструкции на сейсмические нагрузки при 7 баллах.

1) Определил собственные частоты:

2) Закрепил жестко на шесть опорных площадках раму, добавил статические нагрузки, и указал два возбуждения однородного основания:

а) для горизонтального направления;

б) для вертикального направления 0,7 от горизонтального;

3) В свойствах расчёта ограничил кол-во частот 16-ю, а максимальное искомое значение 102 Гц т.к. для М13 (7 баллов и уровень установки до 10 метров) по ГОСТ 30546.1-98 диапазон частот 0-100 Гц.

Однако после пяти минут расчёта система выдаёт ошибку: "Необходимы дополнительные точки в определении кривой возбуждения для покрытия верхней части диапазона частот".

Подскажите, пожалуйста, в чём может быть ошибка? В графике уже пробовал и поставить частоту 100.000 Гц, но ошибка не уходит. Какой такой верхний диапазон частот нужно определить? 

[eatokar 7]

25 минут назад, Jesse сказал:

по компонентам напряжений это надо механику с теорией упругости читать..))

Получил рекомендации от @Fedor:

 

 

Критерий Мизеса или Треска, которые используют для пластичных сталей. Для хрупких обычно сигма первое или третье. Строительные конструкции обычно используют пластичные стали. 

https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Пластичность_(физика)&action=edit&redlink=1  

Хрупкие обычно там где усталость. Зубчатые передачи и прочие детали машин ... :)

https://www.studmed.ru/kollinz-dzh-povrezhdenie-materialov-v-konstrukciyah-analiz-predskazanie-predotvraschenie_69a17b85a3e.html   

Расчетом в общем случае получаем тензоры напряжений , а для сравнений и оценок принимают гипотезу единой кривой и нужен способ отображения тензора на числовую ось. Для этого и придумывают теории прочности общие для механики. http://www.pinega3.narod.ru/durabi/Durability.htm  

Естественно, что их не прописывают в частных случаях типа СП :)

 

 

Пошёл читать)

Спасибо!

P.S. Может будут рекомендации по источникам информации?

[soklakov 1 485]

2 часа назад, eatokar сказал:

.S. Может будут рекомендации по источникам информации

Сошлитесь на Федора.

[статист 609]

@Jesse ты часто всякие емкости с жидкостью считал. Не подскажешь, пожалуйста, как ты обычно считаешь такие конструкции на сейсмические нагрузки?

У меня есть чан с дерьмом некоей суспензией из песка, который начинает качать сейсмические нагрузки (6 баллов). Чан стоит на стальных столбиках. Есть ли какие-то особенности расчета таких систем, или можно просто жидкость представить как удаленную массу?

Пока у меня задание посчитать реакцию опор на грунт, но в дальнейшем предполагается расчет всей конструкции.

Может кто из товарищей также встречался с такими рода задачами? Подскажите, пожалуйста, свои идеи.

 

[AlexArt 281]

@статист, представить объем жидкости в виде силового воздействия помноженное на коэффициент динамичности. Силовое воздействие взять из максимальных ускорений возникающих при соответствующих модах. Может есть вариант более хитрого решения. Но я хз, как такую задачу точно решать без междисциплинарного рассмотрения. Возможно стоит покопаться в иностранных статьях.

[eatokar 7]

9 часов назад, статист сказал:

@Jesse ты часто всякие емкости с жидкостью считал. Не подскажешь, пожалуйста, как ты обычно считаешь такие конструкции на сейсмические нагрузки?

У меня есть чан с дерьмом некоей суспензией из песка, который начинает качать сейсмические нагрузки (6 баллов). Чан стоит на стальных столбиках. Есть ли какие-то особенности расчета таких систем, или можно просто жидкость представить как удаленную массу?

Пока у меня задание посчитать реакцию опор на грунт, но в дальнейшем предполагается расчет всей конструкции.

Может кто из товарищей также встречался с такими рода задачами? Подскажите, пожалуйста, свои идеи.

 

Может поможет: ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

[статист 609]

1 час назад, AlexArt сказал:

коэффициент динамичности

Это коэффициент динамичности здания? Или есть какой-то для жидкости?

Я так понял, вся проблема в том, что жидкость плескаться будет. Но это все высший пилотаж конечно. И я не уверен, что с суспензией будет такое же плескание.

 

Скрытый текст

 

 

42 минуты назад, eatokar сказал:

Может поможет: ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Спасибо за наводку, почитаю.

[AlexArt 281]

1 час назад, eatokar сказал:

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Какой не совсем очевидный вывод там. Очень интересно будет изучить. 

Если не трудно: выложите сюда

[статист 609]

3 минуты назад, AlexArt сказал:

Если не трудно: выложите сюда

4293829690.pdf

Уже нашел на просторах

[Jesse 979]

10 часов назад, статист сказал:

или можно просто жидкость представить как удаленную массу?

ну, в симулейшне вся проблема в том, что в спектралке или даже обычном частотном анализе грани, куда назначается удалённая масса (вода) становятся недеформируемы. Поэтому приходится выкручиваться..)

 

10 часов назад, статист сказал:

Пока у меня задание посчитать реакцию опор на грунт, но в дальнейшем предполагается расчет всей конструкции.

ну если просто реакции нужны или прочность опор, то вполне адекватно будет назначить массу воды как удалённую или даже размазанную - для опор особой разницы не будет. Если в такой конфигурации получается, что ещё и первая частота большая (для сейсмики обычно больше 30 Гц), то можно и в статике прогнать

 

2 часа назад, AlexArt сказал:

представить объем жидкости в виде силового воздействия помноженное на коэффициент динамичности. Силовое воздействие взять из максимальных ускорений возникающих при соответствующих модах.

в общем то да. Во многих нормах сводят к коэффициентам. Схемы просто различаются

1 час назад, eatokar сказал:

Может поможет: ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

схема годится только расчета опор когда всю массу ёмкости принимаем за точечную и считаем частоту как ~sqrt(k/m). Бак сам мы тут никак не проверим..)

 

22 минуты назад, статист сказал:

вся проблема в том, что жидкость плескаться будет

в случае полностью заполненного сосуда не будет ..)
а для частично заполненного мы используем различные методы типа
 https://meganorm.ru/Data2/1/4293794/4293794077.pdf
где определяется доп-е гидродинамическое давление на стенки и всё такое. Там сосуд с жидкостью рассматривается как система с двумя степенями свободы (2 массы 2 жёсткости), учитывается связь (жёсткость) массы воды со стенками сосуда.

Разумеется, не учитываются сильно нелинейные эффекты типа опрокидывания воды и изменения давления воды с учётом деформации стенок. Но этот метод значительно точнее чем система с одной ст. своб. = )

@статист хотя в том же солиде если в статике считать, то можно назначить удалённую массу на стенки и стенки будут деформироваться.. а вот в спектралке и частотном никак не хочет ..)

[статист 609]

16 минут назад, Jesse сказал:

Разумеется, не учитываются сильно нелинейные эффекты типа опрокидывания воды и изменения давления воды с учётом деформации стенок. Но этот метод значительно точнее чем система с одной ст. своб. = )

Спасибо большое! Посмотрю. Мне как раз частично заполненный бак нужен.

Типа вот такой штуки:

Скрытый текст

 

 

Изменено 21 ноября 2022 пользователем статист

[Jesse 979]

@статист короче, мораль пока такая: если удастся всё свести к статике (в частнотном анализе или какими нибудь паллиативными методами доказать, что первая частота будет большой), то всё целиком можно посчитать в МКЭ в статическом расчёте. Если же первая частота окажется мала, то придётся комбинировать МКЭ и нормы. Нормы нужны в первую очередь чтобы определить прибавку - к нагрузкам, давлению, реакциям и т.д... проще говоря, какой то коэф помноженный на нагрузку в статике. Но МКЭ - это опять таки статика. Response spectrum обычно годится для достаточно жёстких конструкций с толстыми стенками. Но там и на массу воды можно забить.. Размазал чутка, и норм..)

7 минут назад, статист сказал:

Типа вот такой штуки:

 не, с таким не работал .. но выглядит прикольно ..)

[статист 609]

@Jesse понял, спасибо! Дойду до конструкции, будет тогда понятно, по какому пути идти.

[Jesse 979]

@статист вообще говоря, со всеми этими играми рассмотрения массы воды как сосредоточенной в МКЭ меня смущает тот факт, что мы не знаем даже приблизительно моменты инерции этой самой массы. Если даже первой СЧ (кот-я , как правило, больше как статическая) и других первых форм влияение моментов инерции может быть мало, то для высших форм они могут вносить уже ключевой вклад...

[статист 609]

32 минуты назад, Jesse сказал:

@статист вообще говоря, со всеми этими играми рассмотрения массы воды как сосредоточенной в МКЭ меня смущает тот факт, что мы не знаем даже приблизительно моменты инерции этой самой массы. Если даже первой СЧ (кот-я , как правило, больше как статическая) и других первых форм влияение моментов инерции может быть мало, то для высших форм они могут вносить уже ключевой вклад...

Как говорится, все это "вилами по воде писано"

[Jesse 979]

39 минут назад, статист сказал:

Как говорится, все это "вилами по воде писано"

да, мутная эта тема... на формы смотреть тоже надобно.
Вот, к примеру, цистерна с водой недавно была. Масса воды 50 тонн, сухая масса ~6,7т.
Требовалось как раз только опоры глянуть на прочность и нагрузки на фундамент. Если моделить массу воду как сосредоточенную  в геометрическом центре бака (условно полностью заполнен), то 3-я форма колебаний такая (как масса на пружинке вверх-вниз)

Ну а если "размазать" массу воды по стенке (я откорректировал просто изменением плотности и модуля Юнга металла цистерны), то уже крутильная форма вылезает.

В первом случае я моменты инерции у массы нулевые назначал. Если их менять, то форма в основном остаётся, но частота меняется...

Первые же 2 изгибные частоты в обоих случаях плюс минус совпадают.
И кстати: я делал место контакта под опоры деформируемым, всё остальное - жёсткое.

 

Ещё есть идея как спектралку считать в запас и адекватно оговорить это в отчёте.

Например, имеются спектры ответа на сейсмическое воздействие при проектном землетрясении с ярко выраженным пиком на 12 Гц, и надо опять таки прикинуть на сейсмику ёмкость с водой.

Можно просто подогнать первую или другую наиболее интересную (опасную) частоту под пик на спектре, и типа написать в отчёте что вот де "в запас". Ищу в своей нормативке чё т похожее на эту логику, но безрезультатно пока..)

[soklakov 1 485]

1 час назад, Jesse сказал:

Можно просто подогнать первую или другую наиболее интересную (опасную) частоту под пик на спектре, и типа написать в отчёте что вот де "в запас"

Зачем же так проектировать.

[Jesse 979]

1 час назад, soklakov сказал:

Зачем же так проектировать.

а шо бы вы сделали в данной ситуации?)

[AlexArt 281]

3 часа назад, Jesse сказал:

Если моделить массу воду как сосредоточенную  в геометрическом центре бака (условно полностью заполнен), то 3-я форма колебаний такая (как масса на пружинке вверх-вниз)

У вас в программе нет деформируемых связей. На худой конец, можно же колбаской нарезать.

А то вы там своими подборами и накосячить можете.

3 часа назад, Jesse сказал:

я делал место контакта под опоры деформируемым, всё остальное - жёсткое

Это что такое я прочитал? Что имелось в виду.

[Jesse 979]

57 минут назад, AlexArt сказал:

У вас в программе нет деформируемых связей. На худой конец, можно же колбаской нарезать

 

мне вот тоже интересно что имелось в виду тут

58 минут назад, AlexArt сказал:

4 часа назад, Jesse сказал:

я делал место контакта под опоры деформируемым, всё остальное - жёсткое

Это что такое я прочитал?

имеется в виду чтоб узлы в месте контакта опорных элементов конструкции и обечайки были деформируемыми. Чтото типа шарнирного опирания, а не жёсткого.

[AlexArt 281]

1 час назад, Jesse сказал:

 

мне вот тоже интересно что имелось в виду тут

 

Да не, чет фигню какую-то написал. Сначала подумал нарезать цилиндрами и потом избирательно к ним точечную массу закрепить. Но чет хрень. Поспешишь - людей насмешишь )