Сведение СПшных нагрузок к МКЭшным

[Jesse 963]

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

[Bonus 70]

7 минут назад, Fedor сказал:

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 :)

Не путайте мух с котлетами. Запас 1.5 это запас на расчет по предельному состоянию пластический колас, базовый запас. А я говорил о том, что в случае статически эквивалентного расчета, т.е. масса на ускорение для всей конструкции, надо ускорение увеличивать на 50%, что бы учесть влияние остальных форм колебания, а не только одной, как одно массового маятника, это база расчета статическим методам. Что касается первого запаса, его на самом деле можно понизить, некоторые нормы допускают, если рассмотреть нагрузку как крайне редкую. Но так как труба стоит на улице, то возможно и ветровая нагрузка должна быть скомбинирована с сейсмикой, но не 100% от нее конечно. Хотя 100% тоже должно быть учтено, но и ветер 100% ураганный можно тоже понизить так как тоже крайне редкая нагрузка. Но это отдельная тема комбинации разных нагрузок.

[Fedor 1 607]

Цитата

 надо ускорение увеличивать на 50%

По вашим картинкам с собственными векторами видно, что в наиболее нагруженной нижней части они отрицательные, то есть будут уменьшать нагрузку по сравнению с линейным случаем... 

 

Цитата

возможно и ветровая нагрузка должна быть скомбинирована с сейсмикой

а вот это прямо где-то в СП написано, что мухи отдельно от котлет надо считать. Вероятности и так редких событий для  одновременности перемножаются... :)

 

   

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[Bonus 70]

50 минут назад, Fedor сказал:

По вашим картинкам с собственными векторами видно, что в наиболее нагруженной нижней части они отрицательные, то есть будут уменьшать нагрузку по сравнению с линейным случаем... 

 

а вот это прямо где-то в СП написано, что мухи отдельно от котлет надо считать. Вероятности и так редких событий для  одновременности перемножаются... :)

 

   

В спектральном анализе подразумевается накопление напряжений, моды комбинируются методом SRSS или CQC что сходно, на базе эквивалентных, что приводит к потере знака. В этом и есть трудности определения реакций, для которых накопление не приемлемо. Практически, вероятности так никто не считает, так как есть уже стандартные комбинации расчетных случаев. Здесь я упомянул это к тому, что и макс. ветер и сейсмика рассматривается как occasionall нагрузка, т.е. крайне редкая, но она точно произойдет, поэтому могут быть фактор 1.2 повышения допускаемых, но это надо смотреть нормв (фактор 1.2 опционален и не отменяет 1.5 на предельную нагрузку).

[Fedor 1 607]

Так это что у вас напряжения, а не перемещения на картинках  ? 

Вообще-то в дифурах решение представляют в виде линейной комбинации собственных функций. То есть перемещений в динамических задачах  механики :)  

Цитата

но она точно произойдет

Точно в вероятностном смысле :) 

[Bonus 70]

6 минут назад, Fedor сказал:

Так это что у вас напряжения, а не перемещения на картинках  ? 

Вообще-то в дифурах решение представляют в виде линейной комбинации собственных функций. То есть перемещений в динамических задачах  механики :)  

Точно в вероятностном смысле :) 

Федор, рекомендую почитать про спектральный анализ, как и что там идет по шагам. На картинке формы колебаний. Их надо еще отмасштабировать и учесть те которые нетривиальны. Линейные комбинации функций и комбинации мод в спектральном анализе это не одно и тоже. В общем виде моды, вернее их отклики, комбинируются так:

 

В вероятностном смысле это означает что период повторения этой нагрузки меньше чем период эксплуатации изделия. В простонародье это означает что нагрузка вероятна, в отличии от нормальных условий эксплуатации и в отличии от мало вероятной, если период повторения более периода эксплуатации изделия.

[Fedor 1 607]

A g   это уже расчетная нагрузка в прямом направлении. 0.7 A - в ортогональном в плоскости, 0.3 A в вертикальном так мне рассказал один главный конструктор института на Камчатке, заслуженный строитель все время строивший в 9 бальном районе :) 

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Спектральный_метод    :) 

 

"моды, вернее их отклики" в чем это измеряете в каких единицах ?  :)

Цитата

Практически, вероятности так никто не считает, так как есть уже стандартные комбинации расчетных случаев

У лесорубов видел книжку справочник по переводу диаметров бревен в площадь. Очень удивились когда сказал им что есть и формула и показал как считать по ней - Пи де квадрат деленное на четыре. Очень удивились :) 

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[Bonus 70]

24 минуты назад, Fedor сказал:

A g   это уже расчетная нагрузка в прямом направлении. 0.7 A - в ортогональном в плоскости, 0.3 A в вертикальном так мне рассказал один главный конструктор института на Камчатке, заслуженный строитель все время строивший в 9 бальном районе :) 

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Спектральный_метод    :) 

 

"моды, вернее их отклики" в чем это измеряете в каких единицах ?  :)

У лесорубов видел книжку справочник по переводу диаметров бревен в площадь. Очень удивились когда сказал им что есть и формула и показал как считать по ней - Пи де квадрат деленное на четыре. Очень удивились :) 

Формула (15–172)

по ссылке:

https://www.mm.bme.hu/~gyebro/files/ans_help_v182/ans_thry/thy_anproc7.html

 

[Fedor 1 607]

Изобретают люди какой-то метод в поисках новизны с актуальностью. Эка проблема и невидаль. Для проектирования это все не годится. Канительно даже разбираться.  

Цитата

Модальные смещения, скорость и ускорение ( уравнение 15–167 ) могут комбинироваться по-разному для получения отклика конструкции

Это какая-то программка и набор команд к ней. Для решения дифуров с нагрузкой которую можно заменять рядом Фурье насколько понял.  Ну и потом как обычно решать для каждого члена и как-то суммировать через наименьшие квадраты. Это все новизна с актуальностью, а не реальные технологии проектирования. Нет у них ни одного примера какие в итоге получают ускорения чтобы сравнить с другими методами... :) 

[Bonus 70]

Добавлю, что делает спектральный анализ. По сути дела после того как был произведен расчет модульного анализу и мы получили решение, но с нефизичными данными, перемещения и напряжения, в т.ч. эквивалентные. Нужно найти некоторые коэффициенты (множители) для каждой моды, а по сути каждого решения. И потом сложить все моды но сложить их так

Rs=SQRT(A1*R1^2+A2*R2^2+....

A1 - коэффициент

R1 - решение, которое хранится в RST файле

Весь модальный расчет это запись командного файла .mcom вот пример первый найденный:

 

Цитата

/COM,ANSYS RELEASE  7.0    UP20021010       15:15:08    06/08/2005
/COM, 228_cable_actual_definitivo.mcom
LCOPER,ZERO
LCDEFI,1,     1,     1
LCFACT,1,  0.151070E-10
LCASE,1
LCOPER,SQUARE
LCDEFI,1,     1,     2
LCFACT,1,  0.398005E-10
LCOPER,ADD,1,MULT,1
LCDEFI,1,     1,     3
LCFACT,1,  0.584116E-10
LCOPER,ADD,1,MULT,1
LCDEFI,1,     1,     4
LCFACT,1,  0.298334E-10
LCOPER,ADD,1,MULT,1
LCDEFI,1,     1,     5
LCFACT,1, -0.222800E-10
LCOPER,ADD,1,MULT,1
LCOPER,SQRT

LCFACT - определения множителя для каждой моды, решения

LCOPER - это команда добавления в общую копилку выбранного решения, моды MULT - в квадрате

LCOPER,SQRT - в конце вычеслить квадратный корень из копилки

1 минуту назад, Fedor сказал:

Это какая-то программка и набор команд к ней.

 

Программка называется ANSYS и она общепризнанна. уравнения 15-167 это как раз и есть расчет тех факторов. Да в зависимости от того какой у нас спектр, такие и уравнения.

[Fedor 1 607]

Цитата

но с нефизичными данными, перемещения 

Уж куда физичней если перемещения ищем как обычно в задачах динамики . Ну и ускорения соответственно. По любому ускорения должны быть где-то около тех что в нормах. 0.4 g   для 9 баллов и делить пополам для понижения :)

Цитата

Нужно найти некоторые коэффициенты (множители) для каждой моды

обычное дело представить в виде ряда по собственным функциям линейного оператора :) 

https://en.wikipedia.org/wiki/Spectral_theorem   

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[Fedor 1 607]

https://en.wikipedia.org/wiki/Self-adjoint_operator#Spectral_theorem   

[Jesse 963]

4 часа назад, Fedor сказал:

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

 

   :)

@Fedor А если разрушение произойдёт по высшим формам колебаний?) Так же не бывает всегда что всё свёл к SDOF системе, посчитал в статике/по 1-й форме, и сидишь попиваешь пивко..))

[Fedor 1 607]

Цитата

А если разрушение произойдёт по высшим формам колебаний?

 Это вряд ли. Собственные функции это же обобщенный ряд Фурье то есть они образуют и взаимоортогональны  и коэффициенты быстро убывают в разложении. :) 

 

Цитата

 сидишь попиваешь пивко

На работе нельзя. Только чай и кофе. А лучше чистую воду :)

Цитата

Программка называется ANSYS и она общепризнанна

Согласен. Так

https://www.mm.bme.hu/~gyebro/files/ans_help_v182/ans_thry/thy_anproc3.html

 

Так в первом приближении и брать ускорение константой. О чем и речь. :) 

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[Jesse 963]

18 минут назад, Fedor сказал:

Это вряд ли. Собственные функции это же обобщенный ряд Фурье то есть они образуют и взаимоортогональны  и коэффициенты быстро убывают в разложении. :) 

ну. а вы получается оставляете только первый коэфф-т. Точнее два: нулевой (статика) и первый коэфф-т (колебания отн-но статики).
Убывать то убывают, но не факт что быстро. Да и это математика, а инженерная оценка прочности уже совсем другая история..

1 час назад, Bonus сказал:

Федор, рекомендую почитать про спектральный анализ, как и что там идет по шагам. На картинке формы колебаний. Их надо еще отмасштабировать и учесть те которые нетривиальны. Линейные комбинации функций и комбинации мод в спектральном анализе это не одно и тоже. В общем виде моды, вернее их отклики, комбинируются так:

для Фёдора всё это происки людей адептов "новизны с актуальностью"

[Bonus 70]

4 минуты назад, Jesse сказал:

ну. а вы получается оставляете только первый коэфф-т. Точнее два: нулевой (статика) и первый коэфф-т (колебания отн-но статики).
Убывать то убывают, но не факт что быстро. Да и это математика, а инженерная оценка прочности уже совсем другая история..

Посчитайте модальный анализ, смотрите эффективную массу, чем больше масса тем больше вклад. Смотрите частоту/период на спектре, в вашем случае betta_i чем больше тем больше влияние на моду выбранной частоты. Иногда спектр может начинаться с впадины, тогда отклик первой частоты может быть не основным, если она на нее попадет.

[Fedor 1 607]

Цитата

Да и это математика, а инженерная оценка прочности уже совсем другая история..

 

"Все сложное не нужно, а все нужное просто" - основной конструктивный принцип инженерных решений. 

Смотреть надо на ускорения. Как Ньютон учил во втором законе его механики :) 

Изменено 31 мая 2023 пользователем Fedor

[Bonus 70]

7 минут назад, Fedor сказал:

 

"Все сложное не нужно, а все нужное просто" - основной конструктивный принцип инженерных решений. 

Смотреть надо на ускорения. Как Ньютон учил во втором законе его механики :) 

Ну а массу Вы для простоты выкинули? Кастрированный закон получился.

[Fedor 1 607]

Масса то не меняется. Никогда не слышал о влиянии землетрясений на ракеты :)  

[Bonus 70]

1 минуту назад, Fedor сказал:

Масса то не меняется. Никогда не слышал о влиянии землетрясений на ракеты :)  

Масса закрепленная на земле не работает, а масса на самом верху имеет максимальную эффективность. В зависимости от формы колебаний, разный процент массы вовлечен в движение. Эффективная масса она разная для всех форм и не равна 100% для всех форм.

[Fedor 1 607]

Какой чепухи только не придумают в поисках новизны с актуальностью вместо того,  чтобы пользоваться нормальной механикой и ее концептом - ускорением   :):):)