вторник, 2 мая 2017 г.

Пульсация ветра по СП

Сегодня мы рассмотрим алгоритм задания в Robot ветровой нагрузки с пульсационной составляющей, определенной по требованиям СП 20.13330.2011.


Создаем модель используя Геометрия - Тип конструкции Проектирование сооружения. Если у существующей модели тип конструкции Оболочка, просто выбираем нужный нам тип и Robot создаст новый файл. Теперь мы можем задать этажи. Это ключевой пункт, т.к. практически всю информацию для определения ветровой нагрузки, мы будем получать через информацию с этажей.





Запускаем модель на расчет. Должны быть заданы все нагружения, включая модальный расчет (это подразумевает, что нагрузка также была преобразована в массы).  Основная цель расчета - получить данные по этажам, через меню Результаты - Этажи






Нам необходимо получить по каждому этажу его центр тяжести, высоту, отметку этажа относительно земли, габаритные размеры вдоль глобальных осей X и Y, массу этажа.
Вручную копировать в Excel достаточно трудоемко, поэтому будем использовать макросы на VBA. В результате работы макроса получаем заполненную таблицу:





Масса каждого этажа получена с учетом динамических масс, именно по этой причине в макросе мы указываем номер загружения с модальным расчетом. Теперь зайдем в меню Результаты - Дополнительно - Расчет форм колебаний





Для II ветрового района значение предельной частоты равно 1.1 Гц. Следовательно, нам надо выполнить требование п.11.1.8 (в) - учесть первые 3 формы колебаний. Вводим значения частот в таблицу с исходными данными в Excel; все остальные нужные значения будут заполнены автоматически.





Расчетная схема нашего здания для ветровой нагрузки представляет собой вертикальную консоль с сосредоточенными массами в отметках этажей. Для вычисления пульсационной составляющей, нам нужно знать условные горизонтальные перемещения по каждой форме колебаний. Исходя из этого требования, удалим сетку конечных элементов в модели, создадим узлы в центре тяжести каждого этажа, создадим сетку конечных элементов, выполним заново расчет и получим для наших узлов значения из модального анализа.





Сразу после получения собственных векторов, в расчетном листе автоматически происходит вычисление статической и динамической составляющих ветровой нагрузки. Стоит обратить внимание, что практически везде в вычислениях используются пользовательские функции. Это уменьшает возможность случайных ошибок и облегчает понимание и редактирование расчетного листа.






В результате мы автоматически получаем приведенную к центру тяжести каждого этажа суммарную ветровую нагрузку.





Теперь нажатием очередной кнопки, отправим ее в Robot




Как видим, задача учета динамической составляющей в Robot вполне выполнимая. Небольшое видео с демонстрацией работы можно посмотреть по этой ссылке.

21 комментарий:

  1. Это если формы поступательные, а как быть с крутильныи ?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Следует стремиться, чтобы первые 2 формы собственных колебаний были поступательными. В рассмотренном примере 3я форма крутильная, но процент участия масс очень маленький.

      Удалить
    2. Теоретически, можно вашу равнодействующую, которую вы прикладываете в ц.т. этажа, умножить на эксцентриситет м/у геометрическим и фактическим ц.т., найти крутящий момент. Вопрос в том, как лучше (проще) приложить его к этажу.

      Удалить
    3. Можно тогда в центр жесткости прикладывать.

      Удалить
  2. Подскажите, если стальная эстакада (колонны, балки) три уровня, длиной 70 метров. Как прикладывать динамический ветер по длине эстакады? Спасибо.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Тут надо подумать, задача интересная.

      Удалить
  3. Добрый день, спасибо за пост.
    Вот какой вопрос, как при учёте динамической составляющей ветра Вы предполагаете вычисление ускорения для проверки сооружения на динамическую комфортность?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Если у нас есть перемещение от ветровой нагрузки для верхнего перекрытия, ускорение найти не проблема (как вторую производную от перемещения).

      Удалить
  4. Здравствуйте! Спасибо за Ваши уроки. Подскажите, этот макрос на VBA есть в свободном доступе. Как его получить?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. В свободном доступе его нет и вряд ли появится.

      Удалить
  5. Давным давно я тоже этим занимался (https://www.youtube.com/watch?v=qnIwqQ___wg)
    но в итоге пришел к выводу, что смысла в таком расчете нету. Решил так, если нужно для экспертизы, то скад или лира, или где еще этот расчет есть. Если нужно для проектирования, то методика еврокода (если интересно, то смотрите статью в моем блоге https://eurocodesguide.blogspot.ru/2016/03/blog-post_27.html)

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Спасибо Денис. Видел и статью и ролик в свое время. Очень рад, что оживили свой блог.

      Удалить
  6. Тема динамического ветра остаётся актуальной для всех кто работает по СП "Нагрузки и воздействия" для прохождения экспертизы. На форуме Autodesk Robot Structural Analysis "Idea"-зарегистрирована в 2012 году, на втором месте Top Voted и продолжает собирать голоса "Gatherin Support". Идею не отклонили и не написали, что так нельзя. Проголосовать можно перейдя по ссылке https://forums.autodesk.com/t5/robot-structural-analysis-ideas/dynamic-wind-capabilities/idc-p/7693058#M1747

    ОтветитьУдалить
  7. А для одноэтажного складского здания как посчитать? Может быть в этом случае можно всё проще сделать?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Павел, для таких зданий не было необходимости что-то придумывать.

      Удалить
    2. Т.е. модальный расчет с учетом статических сил дает значения с учетом пульсационной составляющей? У меня от просто ветра момент в колоннах 0.8т*м, а от модального расчета 0.8т*м, значит ли это, что с учетом пульсации ветровая нагрузка осталась той же?
      Спасибо за помощь!

      Удалить
  8. Что говорит СП Нагрузки и воздействия если 4 этажа здание и 40 метров длина или эстакада 26 метров высота и 150 метров длина? Мы всегда в Лире для экспертизы задаём динамическим ветром. Не всегда, но часто профиль требуется больше при динамическом ветре.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Павел, если честно, то не совсем уловил суть сообщения.

      Удалить
  9. Если административное здание, стальной каркас длиной 40 метров, ширина 15 метров, высота 4 этажа, как задать динамический ветер?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Точно такая же методика должна подойти, как в этом посте.

      Удалить