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.

7 комментариев:

  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