Сейсмика по НП-031-01 и ПНАЭ Г-002-86, мембранные и изгибные напряжения

[Fedor 1 630]

"4.2 Для изделий, устанавливаемых непосредственно на строительных конструкциях (например, стенах, потолках, фундаментах, колоннах, перекрытиях, фермах), обобщенный спектр воздействия землетрясения принимают по рисунку 1 и таблице 1 или 2, обобщенные спектры ответа - по рисунку 2 и таблице 1 или 2." - вроде воздействие по рис. 1. Ответ чего имеется ввиду ? :)

"3.13 Спектр ответа - совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейно-упругой системы с одной степенью свободы (осциллятора) при заданном акселерограммой воздействии, определенных в зависимости от собственной частоты и параметра демпфирования осциллятора (ГОСТ 17516.1-90).

3.14 Спектр воздействия - совокупность абсолютных значений максимальных амплитуд при соответствующих частотах синусоидальной вибрации, воздействующих на изделие.

"

Изменено 18 октября 2016 пользователем Fedor

[Guterfreund 75]

Из написанного получается, что для линейно-спектрального расчета мы используем спектр ответа. Я надеюсь Вы понимаете, что значит ответное ускорение осциллятора?

[Shoko 6]

Кстати, у меня спектры ответа даны, поэтому по ГОСТу не использую. Причем в моих спектрах ускорения по горизонтали доходят до 80 м/с2 на некоторых частотах....  

 

О, хотел еще уточнить один момент. Если первая собственная частота более 20 Гц, то по пункту ПНАЭ 5.11.2.9 пишется, что допускается рассчитывать статическим методом, с умножением ускорений на коэфф. 1,3 в частотах 20-33 Гц и на коэфф. 1,0 для частот более 33 Гц.

 

Я правильно понимаю, что надо просто умножить все значения ускорений в спектре ответа на указанные коэффициенты, выбрать максимальное из полученных и просто приложить как ускорение, гравитацию при этом выключить.

Потом сложить результаты: статика с гравитацией + "статическая" сейсмика, это и будет суммарная нагрузка

 

Кусок моего спектра ответа в диапазоне 20-50 Гц:

В моем случае самое большое ускорение 20-33 Гц - это 19 м/с2

Значит, умножаем на коэфф 1.3, получаем 24,7 м/с2.. Что-то многовато...  2,4g по горизонтали)

[Fedor 1 630]

С резонансом что ли ?

[Shoko 6]

С резонансом что ли ?

 

Нет, допустим, резонанс у меня на 22 Гц, значит, надо брать ускорение только в этой точке и умножать на 1,3?  

В общем, надо прошерстить весь диапазон 20-33-50 Гц перемножая все на 1,3 и 1,0 соответственно и выбирая самое максимальное, ИЛИ же нужно умножать только ускорение той частоты, которая совпадает с первой критической?

Изменено 19 октября 2016 пользователем Shoko

[Fedor 1 630]

" Для удобства расчетов, и особенно расчетов параметров для испытаний технических изделий, воздействие землетрясений представляют в виде спектра воздействия " - http://kodeks.eastview.com:8080/law1?doc&nd=1200071952&nh=0&ssect=3тут на картинке 2 вроде все просто. Допустим ставите на этажах кучу осцилляторов и меряете при спектре воздействия. Или еще где-нибудь в лаборатории ставите осцилляторы.

Но при расчетах то вроде надо брать ускорения спектра воздействия как следует из цитаты ...

Изменено 19 октября 2016 пользователем Fedor

[Fedor 1 630]

Если правильно понял, то осцилляторы это просто разложение входного воздействия в ряд Фурье... А спектр ответа это коэффициенты при соответствующих синусах ... Но действует на систему то входной сигнал, а не отдельные сигналы от осцилляторов. Вроде так получается по логике...

Изменено 19 октября 2016 пользователем Fedor

[Fedor 1 630]

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BE%D1%81%D1%86%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80вот тут все про осцилляторы...

[Guterfreund 75]

Я правильно понимаю, что надо просто умножить все значения ускорений в спектре ответа на указанные коэффициенты, выбрать максимальное из полученных и просто приложить как ускорение, гравитацию при этом выключить. Потом сложить результаты: статика с гравитацией + "статическая" сейсмика, это и будет суммарная нагрузка

 

Допустим, у Вас первая собственная частота конструкции составляет 24 Гц. Вы попали в диапазон частот 20-33 Гц. Берёте по своему спектру ответа ускорение, соответствующее данной частоте (по Вашему спектру это будет около 14 м/с2), умножаете на коэффициент 1.3 и прикладываете в качестве статической нагрузки.

 

Если бы Ваша первая собственная частота была выше 30-33 Гц, то Вы бы работали с ускорением ЭПУ (эффективное пиковое ускорение или ускорение нулевого периода) и прикладывали бы его в качестве статической нагрузки. По ГОСТ 30546 ускоренние ЭПУ для 9 баллов не зависит от коэффициента демпфирования и равно 4 м/с2. В Вашем случае это ускорение Вы бы определили по Вашему спектру ответа на частотах в диапазоне 30-50 Гц. Как видно, оно у Вас постепенно стремиться к горизонтальной линии.

 

Обратите внимание, в диапазонах частот после 15-20 Гц график спектра ответа идет по низходящей линии, т.е. достаточно определить ускорение для минимальной собственной частоты и это и будет максимальным воздействием.

 

Кстати, очень часто, чтобы избежать сложностей с расчетами по линейно-спектральной теории конструктора производят некоторые манипуляции с конструкцией по итогам расчета на собственные частоты, добиваясь повышения ее жесткости так, чтобы первая частота ушла за 20 Гц. Тогда для расчетчика снимается большинство проблем. Встречал случаи, когда люди принципипиально хотят иметь конструкцию с первой частотой выше 33 Гц.

 

Удобно считать отдельно НУЭ, ПЗ (МРЗ), НУЭ+ПЗ(МРЗ). Так Вы сможете увидеть, что вносит наибольший вклад в расчетные напряжения. Для расчета сочетания нагрузок Вы можете в пределах одного расчета приложить все действующие нагрузки (гравитацию и сейсмическое ускорение) и оценивать напрямую без всяких инструментов суммирования и комбинаций. Это же статический расчет!

 

Что-то многовато...  2,4g по горизонтали

 

 

А Вы знаете что такое МРЗ и чем оно отличается от ПЗ?

 

особенно расчетов параметров для испытаний технических изделий, воздействие землетрясений представляют в виде спектра воздействия

Допустим ставите на этажах кучу осцилляторов и меряете при спектре воздействия

Но при расчетах то вроде надо брать ускорения спектра воздействия как следует из цитаты

 

 

Вот когда Вы будете трясти свой аппарат на стенде, тогда и будете прикладывать ускорения со спектра воздействия. И эксперимент с осциляторами можно провести на данные входные параметры, но отклики-то осциляторов как Вы определите? Все это можно сделать динамическим расчетом, но линейно-спектральный расчет предполагает, что Вы уже знаете амплитуду отклика и задаете ее в качестве входного параметра, т.е. в виде спектра ответа.

 

Линейно-спектральный расчет - спектры ответа

Динамический расчет - спектры воздействия (информация с них) или акселерограмма.

[Shoko 6]

Guterfreund, ух, как я вам благодарен! Теперь все становится на свои места

 

У меня есть теплообменники массой и в пару тонн, высотой до 2,5 метров, вот там трудно добиться повышения жесткости, уложившись в габариты, и не повлиять на аэродинамику.

 

МРЗ и ПЗ? отличаются в 1 балл (и амплитуды в 2 раза).

Изменено 19 октября 2016 пользователем Shoko

[Guterfreund 75]

МРЗ и ПЗ? отличаются в 1 балл (и амплитуды в 2 раза)

 

YES

 

На атомку в зависимости от района максимальные расчетные землетрясения (МРЗ) бывают с мегааплитудами. Это я к тому написал, чтобы Вы не считали, что это много. Там вероятности идут до 1 раза в 5000 лет. Представляете?

[Fedor 1 630]

"Линейно-спектральный расчет - спектры ответа" - должна же быть нормальная математическая логика , коль массы учитываются, то это всегда динамика или способ ее сведения к статике через массовые силы.

" Спектр ответа - совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейно-упругой системы с одной степенью свободы (осциллятора)" а в реальной конструкции немеряно степеней свободы если она континуальная ...

Надо что-то иностранное найти об этом, потому, что похоже что наши переписчики все запутали до логического безобразия. Большая советская наука раньше это называлось :)

Линейно-спектральный метод (ЛСМ) расчета сейсмостойкости — метод определения сейсмической нагрузки с использованием спектра ответа (СО, ОСО, ПСО), а также значений собственных частот и форм колебаний объекта https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8Fвот же определение, а на других языках мира этого и нет :)

Изменено 19 октября 2016 пользователем Fedor

[Fedor 1 630]

http://cccp3d.ru/topic/52271-akselerogramma-iz-spektra-otveta/тут же было в иностранной статье 0.4 g для ускорений ...

[Fedor 1 630]

"3.18 линейно-спектральный метод анализа (ЛСМ): Метод расчета на сейсмостойкость, в котором значения сейсмических нагрузок определяют по коэффициентам динамичности в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции."

Обычное сведение к статике через коэффициенты динамичности http://docs.cntd.ru/document/1200111003

[Guterfreund 75]

Может кому пригодится Spectrum.pdf

[Fedor 1 630]

У Бирбраера все расписано на стр. 112. Все таки находят суммарный расчетный отклик и уже по нему находят коэфф. динамичности для статики по которой и оценивают прочность и работоспособность...

[Shoko 6]

 

Лично я, на данный момент, все наиболее нагруженные места оцениваю в режиме ручной комбинации. Других способов пока не нашлось. Если будут замечания и предложения у участников форума по существу будем очень благодарны за помощь!

 

 

Выше на картинках вы привели пример балки и выражения, с помощью которого получили изгибные напряжения для Beam. А для объемных моделей я так понимаю, таких выражений нет? Вы объемные модели считаете в своих расчетах?

[Guterfreund 75]

Выше на картинках вы привели пример балки и выражения, с помощью которого получили изгибные напряжения для Beam. А для объемных моделей я так понимаю, таких выражений нет? Вы объемные модели считаете в своих расчетах?

 

Объемные практически всегда и считаем (тут включая оболочки имеется в виду). Для таких тел, естественно, никаких "выражений" нет. И чтобы сделать оценку необходимо понимать, что за деформация конструкции при сейсмическом воздействии происходит. Изгиб это или растяжение. Также нужно уметь разделять понятия общих и местных изгибных напряжений. В общем, в пределах определенной погрешности, все напряжения с конструкции можно снять и без инструментов линеаризации, просто "по ощущениям". Там где совсем не ясно, берем либо в сторону консервативной оценки, либо делаем дополнительные расчеты. 

[Shoko 6]

Изгиб это или растяжение. Также нужно уметь разделять понятия общих и местных изгибных напряжений. 

 

Благодарю) Про местные/общие дополнительно изучу вопрос... 

Вы успокоили мою душу    

Изменено 25 октября 2016 пользователем Shoko

[Jesse 979]

оживлю тему спустя почти 5 лет

25.10.2016 в 08:30, Guterfreund сказал:

Также нужно уметь разделять понятия общих и местных изгибных напряжений.

ещё раз: ПНАЭ говорит о том, что нужно сравнивать мембранные или сумма мембранных и изгибных напряжений с допускаемыми.

Дело известное, что главное напряжение = мембранное + изгибное. И так для каждого из трёх главных напр-й, это и в ПНАЭ есть

А если сложное НДС и несколько ненулевых главных напряжений, то как вы определяете расчетные напряжения?

19.10.2016 в 13:05, Guterfreund сказал:

Допустим, у Вас первая собственная частота конструкции составляет 24 Гц. Вы попали в диапазон частот 20-33 Гц. Берёте по своему спектру ответа ускорение, соответствующее данной частоте (по Вашему спектру это будет около 14 м/с2), умножаете на коэффициент 1.3 и прикладываете в качестве статической нагрузки.

интересно, а откуда взялись эти волшебные 20-33 Гц?

Почему, к примеру, в таком случае, когда 1-ая СЧ (синяя галочка) попадает вдали от пика на спектре, нельзя просто приложить ускорение со спектра, соотв-е СЧ, в статике как выше писали; и самое главное делать это вне зависимости от количественного значения СЧ, лишь бы она (1-ая СЧ) была вдали от пика на спектре? Интуиция и простые тесты говорят о работоспособности этого подхода...
Ведь по логике для чего вообще замутили эти спектры для сейсмики, где у нас нет установившегося режима? Чтоб инженерам проще было анализировать и сразу проектировать в режиме отстройки от "резонанса" - пика на спектре. 
Слово "отстройка" в ПНАЭ Г-002-86 встречается только в контексте детерминированного возбуждения синусом, ну и там уже всё как обычно, по физике, без фокусов. Может всё же кто встречал "отстройку" и в контексте сейсмики...
 

17.10.2016 в 13:17, Guterfreund сказал:

уметь анализировать формы собственных частот и их влияние на конечный результат

а здесь вы что интересно имели в виду?какие подводные камни с формами могут быть?