Сведение СПшных нагрузок к МКЭшным

[Jesse 960]

Требуется рассчитать ферму с газовыми трубами (сейсмика 8 баллов)

СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах предлагает методу, в которой условная башня разбивается на дискретные массы

 

Как всё это реализовать в МКЭ - непонятно. У меня есть готовая расчётная модель в бимах (частоты уже посчитаны), мне очень хочется в статике приложить ускорение в основании, ну или в по спектрам ответа посчитать..))
Но в СП ничего такого нет - своя аналитическая метода, которая годится для простых конструкций, и как эти нагрузки свести к распределённым, которые годятся для расчета в программе,  непонятно..
Мб @Fedorподскажет, ну или кто другой строительными расчетами занимался?
Вот сейчас ещё пришла мысль: быть может просто существует другой СП?..) где более применительно к МКЭ расчету...
 

 

Изменено 30 мая 2023 пользователем Jesse

[jtok 814]

Зачем вам массы узловые или еще какие. Они у вас уже есть - нагрузка от собственного веса, которая сама размажется куда надо. Всё.

Если сам ствол газоотводящей трубы в расчет не вводите, то заменяете его сосредоточенными массами в трех узлах, где он крепится к ферме.

И задаете ускорение от землетрясения.

[Jesse 960]

20 минут назад, jtok сказал:

где он крепится к ферме.

так по СП мне и ферму надо заменить дискретными массами. Всю конструкцию...

 

20 минут назад, jtok сказал:

И задаете ускорение от землетрясения.

в этом то вся и соль: СП всё сводит к нагрузкам, действующим в определённых дискретных точках модели. 
А мне нужно то самое ускорение эквивалентное, которое я бы приложил ко всей конструкции в её основании... ну, как обычн делается в МКЭ

 

Вот парень пробовал считать аналитически дымовую трубу с фермой.
Частоты он считал через вековое уравнение. Разбил первоначально на 3 массы. Получил матрицу 3х3. Дальше - задача на собств. знач.

Разница с моим расчетом в МКЭ - в 2 раза

Изменено 30 мая 2023 пользователем Jesse

[Bonus 70]

Вопрос, что Вы брали из МКЭ. Надо убрать дублирующие частоты и частоты вспомогательных элементов. Только те частоты которые соответствуют колебанию основной конструкции как упрощенной модели с массами. Прикинуть что набрана эффективная масса этими колебаниями. В любом случае этот набор частот будет намного адекватнее, чем то что аналитически получено.

Далее, я бы прикинул спектральный анализ в МКЭ, что бы иметь отправную точку и убедился бы что по нему проходим. Потом подгонял бы аналитику, для отчета, скорее аналитику на базе частот МКЭ.

Здесь вопрос откуда взять нагрузку на анкера, так как в спектральном анализе это проблематично. Здесь можно за отправную точку взять статический расчет.

Отдельно стоит прикинуть трубу в стену, на совместное перемещение вертикальной трубы и стены.

Также прикинуть на то что вертикальная труба и поддерживающая вертикальна рама может иметь принципиально разные частоты колебания.

Из того что выше аналитически, только две частоты сейсмичные 14,7Гц и 3Гц, третья 96Гц сильно выше 33Гц, ускорение нулевого периода к ней может быть применено. Это немного странно, думаю он ошибся, еще тогда когда принял 3 массы за базу.

[Jesse 960]

13 минут назад, Bonus сказал:

Надо убрать дублирующие частоты и частоты вспомогательных элементов. Только те частоты которые соответствуют колебанию основной конструкции как упрощенной модели с массами.

да это понятное дело... оставляю в рассмотрении только изгибные формы простановкой соотв-х флажков в гармоническом анализе.

 

14 минут назад, Bonus сказал:

Потом подгонял бы аналитику, для отчета, скорее аналитику на базе частот МКЭ.

пока что безрезультатно..) коллега пытался под перемещения подогнать. Отдлеьно с трубой более менее норм, с фермой - траблы..

 

15 минут назад, Bonus сказал:

Далее, я бы прикинул спектральный анализ в МКЭ

ну а какие нагрузки задавать в спектралке?)) нетю

 

15 минут назад, Bonus сказал:

Здесь вопрос откуда взять нагрузку на анкера

силы реакции?

 

16 минут назад, Bonus сказал:

Также прикинуть на то что вертикальная труба и поддерживающая вертикальна рама может иметь принципиально разные частоты колебания.

Из того что выше аналитически, только две частоты сейсмичные 14,7Гц и 3Гц, третья 96Гц сильно выше 33Гц, ускорение нулевого периода к ней может быть применено. Это немного странно, думаю он ошибся, еще тогда когда принял 3 массы за базу.

то другая ферма была. Хотя в моей тоже есть стена (рядом газовая ТЭЦ), но на это дело ещё на ранней стадии согласования решено было забить

[soklakov 1 475]

47 минут назад, Jesse сказал:

так по СП мне и ферму надо заменить дискретными массами.

СП предлагает методу.

Но это не корневой СП. Скорее всего где-нибудь есть указание, что можно считать сейсмику в мкэ, просто необязательно в этом сп. Либо же более общие фразы, что расчеты вообще могут быть мкэ. А это будет где нить в "стальные конструкции".

 

Изменено 30 мая 2023 пользователем soklakov
Опч

[статист 609]

А через эквивалентное ускорение просто задать не получится?

В том же сп.
И вот еще:

То есть, берешь, прикладываешь ускорение, равное приведенной выше формуле, но без умножения на массу.

 

[статист 609]

Если я не путаю, по моему \eta_ik - это коэффициент формы колебаний. Просто чтоб на каждом уровне свое ускорение было

[Bonus 70]

51 минуту назад, Jesse сказал:

ну а какие нагрузки задавать в спектралке?)) нетю

как нету? betta_i отражает профиль спектра. Если выкинуть массу_i, то имеем ускорение отклика. nu_ik похож на весовой коэффициент моды/массы зависящей от удаления от основания его тоже можно наверно выбросить, так как это учтется в комбинации мод спектрального анализа (как эффективная масса).

Коэффициент рассеивания по таб.5.3 похоже на демпфирование, можно построить три кривые и прикинут коэффициенты демпфирования пот тип конструкций.

[Fedor 1 597]

"Мб @Fedorподскажет," - так    

 

все остальные коэффициенты понижают ускорения и на них можно плюнуть в запас :) 

Их же для новизны да актуальности придумали :) 

Изменено 30 мая 2023 пользователем Fedor

[Jesse 960]

4 часа назад, статист сказал:

То есть, берешь, прикладываешь ускорение, равное приведенной выше формуле, но без умножения на массу.

законно ли:?)

 

1 час назад, Fedor сказал:

"Мб @Fedorподскажет," - так    

 

все остальные коэффициенты понижают ускорения и на них можно плюнуть в запас :) 

Их же для новизны да актуальности придумали :) 

и как считать? в статике? у меня 1-ая СЧ ~ 1 Гц..

 

4 часа назад, soklakov сказал:

СП предлагает методу.

Но это не корневой СП. Скорее всего где-нибудь есть указание, что можно считать сейсмику в мкэ, просто необязательно в этом сп. Либо же более общие фразы, что расчеты вообще могут быть мкэ. А это будет где нить в "стальные конструкции".

 

ну у нас конкретно по отношению к этой конструкции нет строгих указаний по какому СП считать, так что был бы рад увидеть "нужный" СП..))

[статист 609]

41 минуту назад, Jesse сказал:

законно ли:?)

Те точки - это приведенная масса, обычно она на этажах располагается, так что законно.

 

У тебя консольная каланча.

Ты прикладываешь ускорение - так что масса у тебя автоматом учитывается.

 

44 минуты назад, Jesse сказал:

и как считать? в статике? у меня 1-ая СЧ ~ 1 Гц..

Ну у тебя же есть коэффициент динамичности.

Вопрос в том, как учесть высшие моды. На каждой частоте свой коэффициент динамичности.

Далее можно посмотреть коэффициент массового участия в выбранном направлении в каждой моде из модального анализа и умножить на него усилие для соответствующей моды. И для всех значимых мод посчитать соответствующие напряжение с помощью п. 5.11 СП 14, то есть с помощью корня из суммы квадратов. Это можно сделать с помощью модуля Проектирования сосуды давления, комбинации нагрузок SRSS. Посчитать отдельно для каждой моды колебаний ускорение в статике и скомбинировать их так.

 

Либо как предлагает @Bonus, взять рисунок 5.2 для \beta как спектр отклика и решить через анализ спектра отклика с SRSS комбинацией мод. Может это даже проще было бы.

 

4 часа назад, Bonus сказал:

nu_ik похож на весовой коэффициент моды/массы зависящей от удаления от основания

Я сначала тоже подумал, что это эффективная масса, но скорее всего это просто учет распределения прикладываемой силы по этажам.

[Fedor 1 597]

Цитата

и как считать? в статике? у меня 1-ая СЧ ~ 1 Гц..

Я обычно в статике и считал. У экспертиз вопросов не возникало. Это же для жестких конструкций, а для податливых ускорения будут меньше из-за запаздывания. Тут считаем что скорость вверх распространяется линейно , ну и производная от скорости будет константой, как и считаем. Внизу максимальная, вверху нулевая в самом тяжелом случае. При гибкости сооружения скорость будет параболой и ускорение будет линейным и меньшим константы в среднем. Это понижение и учитывают коэффициенты. Если можно то всегда надежнее брать максимальное ускорение, а оно константа... 

Чужими жизнями лучше не рисковать и перестраховаться, чтобы совесть  не мучила. Так всегда стоит действовать в условиях неопределенности  ... :) 

http://xn--90acg2babefdpm.xn--p1ai/static/books/2013/10/23/birbraer-raschet-konstruktsij-na-sejsmostojkost.pdf   

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[soklakov 1 475]

13 часов назад, Jesse сказал:

законно ли:?)

Вопрос законности неоднозначный.

Вы хотите построить башню по "закону", или чтобы не упала при землетрясении?

 

В случае чего, при разбирательстве в суде перед воротами с Петром... Какой вариант предпочтительнее?

 

Конкретный ГОСТ у вас по ТЗ не прописан. Ваш начальный сп - стальные конструкции.

А что в тз-то написано? А то может статики и правда хватит.

[Fedor 1 597]

Где то тут уже обсуждали эти вопросы и там цифры были.  2 А/3  вертикального воздействия Соклаков приводил для атомных станций ... 

  :)

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[Bonus 70]

3 часа назад, Fedor сказал:

Тут считаем что скорость вверх распространяется линейно , ну и производная от скорости будет константой, как и считаем. Внизу максимальная, вверху нулевая в самом тяжелом случае. При гибкости сооружения скорость будет параболой и ускорение будет линейным и меньшим константы в среднем.

Как это Вы не зная собственных форм и частот сделали такое заключение? Вся загвоздка этой теории и перехода от нее к нормальному расчету заключается в понимании фактора nu_ik в общем случае который зависит от перемещения узловых точек заранее посчитанными, и это не будет линейным распределением или параболическим от основания. Что уже само по себе задачка на пол пути от спектрального решения. А это смещение зависит от формы. Например на рисунке ниже. Мы видим что все зависит от формы колебаний. Мы здесь пока обсуждаем, а автор еще пока результатов нормально модального анализа не сделал.

[Fedor 1 597]

Цитата

Как это Вы не зная собственных форм и частот сделали такое заключение?

Так для абсолютно жесткого тела посмотрел. Внизу то грунт то есть пружинка грубо говоря  ...

 

   :)

[Jesse 960]

24 минуты назад, soklakov сказал:

А что в тз-то написано?

нет ТЗ) пока что

[Bonus 70]

17 минут назад, Fedor сказал:

Так для абсолютно жесткого тела посмотрел. Внизу то грунт то есть пружинка грубо говоря  ...

 

   :)

Это не абсолютно жесткое тело, это одно массовый маятник. Ну допустим одну частоту Вы так замоделируете, но как минимум 50% ошибки получите. Да и положение массы еще надо определить, допустим с гаражом и его тяжелой крыше понятно, на с баками не так очевидно.

[Fedor 1 597]

Аппроксимируйте ваши кривые линейной прямой и, считая это перемещениями в единицу времени, то есть  скоростями, возьмите производную и получите постоянное ускорение :) 

 

"как минимум 50% ошибки получите" - так в запас 1.5 коэффициент надежности вполне по божески для такой неопределенности :) 

При ветре 1.4 СП рекомендует. То же горизонтальная нагрузка с высоким уровнем неопределенности :)

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor