[ETCartman]

Столкнулся с таким явлением при расчете в SCAD (программа вообще говоря не принципиальна, в любой из них сниповские методики реализуются по одному и тому же принципу.
Имеется к примеру здание (вернее - расчетная модель здания) с несколькими несвязнанными поперечными рамами. Первые n-форм соответсвуют колебаниям некоторых из этих рам, как бы по отдельности с частотами ниже fL. Программа аккуратно вычисляет пульсационную составляющую нагрузки по случаю п. 6.7 в), естественно - пульсациями оказываются пригружены эти самые колеблющиеся рамы, пульсации вычисляются с учетом инерции масс, механически. А другие рамы, колебания которых реализуются с частотами выше fL, вообще из анализа выпадают, хотя для них, очевидно, верализуется случай 6.7 а) (б/у инерции масс), и дополнительные усилия от пульсационной составляющей оказываются значительными.
Причина - очень простая, для программы все что пользователь задал - единая конструкция. Даже если он два совершенно разных здания в схему впихнул (а в любой даже несложной схеме можно выделить части, работающие отдельно).
Так происходит, получается ошибка, хотя программа формально права. Один такой случай, ошибочности формального подхода, известен для башен, когда формы за счет пространственной работы "раздваиваются" и результирующие усилия оказываются в ряде случаев меньше в корень из 2-х раз. Для башен это все решается заданием модальных масс отдельно, с ограничением степеней свободы.
А как можно поступить в описанном мной случае? Ну, кроме конечно, раздельного анализа частей сооружения?
В какой нибудь из программ реализован учет пульсационной составляющей раздельно, для указанной пользователем выбранной части? Ведь современные пользователи, особо не парясь, стремяться втолкнуть в одну схему все что можно, что так типа "красивше" и "все сразу учли". Получается фигня?
Для сейсмики кстати тоже самое может легко получиться, но там количество форм задает сам пользователь, и программа не "отрубает" формы с частотой выше чем предельная.

PS
Поскольку никто не ответил, то я решил, что не совсем понятно объяснил суть вопроса.
Может быть даже где то уже этот вопрос вплывал, может о нем разработчики писали даже вскользь, но суть тут очевидна.
Имеется две конструкции (беру самый простой случай - трубы) - жесткая и гибкая. По отдельности считаются на ветер с пульсациями, в четком соответствии со СНиП. Если сложить их вместе в одном файле - то считается только гибкая. Это не значит, что для жесткой пульсаций нет, а значит, что тот алгоритм который реализован в программе (я такой же делал на макроязыке Ansys когда то), дает закономерный сбой.
Но это утрированный пример. Если строить пространственную схему, даже не очень сложную, то даже в слитной модели какие то части работают по разному (например ядро жесткости и пристегивающиеся рамы). Это не из ряда вон выходящий случай, а самый обычный. Принцип там тот же, и ошибка та же, ошибка систематическая.

[SergeyMetallist]

Здравствуйте коллеги. Прочитал тему, вроде мой случай. Во вложении схемы реальных башен. Только в одной я замоделировал пятиметровый молниеотвод. Хотел поточнее учесть нагрузку. Учел, блин!!В схеме с молниеотводом динамика от ветра пропала напроч!!! А без него все ок. Так что тема, которую поднял ETCartman весьма актуальна...

[Ратмир]

Сергей, у тебя уголки на схеме коряво сориентированы.
ИМХО, вообще можно для контроля (проверки) такие схемы просто стержнем заменять.

[Andrey.K]

Сообщение от SergeyMetallist Здравствуйте коллеги. Прочитал тему, вроде мой случай. Во вложении схемы реальных башен. Только в одной я замоделировал пятиметровый молниеотвод. Хотел поточнее учесть нагрузку. Учел, блин!!В схеме с молниеотводом динамика от ветра пропала напроч!!! А без него все ок. Так что тема, которую поднял ETCartman весьма актуальна...

1. Вам нужно определиться что вы считаете на прочность либо молниеотвод либо башню. Посчитать и то и другое вместе не получится - слишком разные гибкости, слишком разные частоты собственных колебаний. Вы в данных для пульсации какое сечение сооружения задали (ширина здания по фронту) 0.5м? А пытаетесь в том числе считать стержень диаметром 0,038м - в 13 раз меньше. Если считаете молниеотвод, то выкиньте башню, если башню - то выкиньте молниеотвод, если и то и другое, то считаете молниеотвод отдельно, потом нагрузку от молниеотвода прикладываете к верху башни.
2. Что у вас с весами? У вас веса указаны в тоннах, и округление в проекте стоит до 0,01. Врезультате у вас выпали из расчета все веса меньше 10кг, а это большая часть вашей конструкции. Нет весов, нет инерционных сил, неправильно посчитаются пульсации.
3. Даже если бы с весами было все в порядке, при расчете башен инерционные массы в динамическом расчете рекомендуется не брать из загружения "собственный вес", а задавать инерционные массы самостоятельно, в узлах, указывая направления действия инерционных сил.

[vanAvera]

Сообщение от Andrey.K 3. Даже если бы с весами было все в порядке, при расчете башен инерционные массы в динамическом расчете рекомендуется не брать из загружения "собственный вес", а задавать инерционные массы самостоятельно, в узлах, указывая направления действия инерционных сил.

Поясните пожалуйста, кто сталкивался - неужели так велика разница между ручным и автоматическим сбором масс? И если все-таки собирать массы руками - каким образом учесть соединение, например, труб в конструкции типа башни?

[Andrey.K]

Сообщение от vanAvera Поясните пожалуйста, кто сталкивался - неужели так велика разница между ручным и автоматическим сбором масс? И если все-таки собирать массы руками - каким образом учесть соединение, например, труб в конструкции типа башни?

Речь идет не о сборе масс вообще, а о задании инерционных масс. Сам сбор масс вполне может быть автоматическим, а вот инерционные массы лучше задавать руками, разделив конструкцию на N частей и приложив инерционные нагрузки в крайних узлах этих частей. Я имел в виду, что при расчете башен нельзя ставить галку "инерционные массы взять из загружения..." - в этом случае программа назначит инерционным массам 3 степени свободы перемещений, что может привести к появлению крутильных колебаний башни. А нас интересуют прежде всего поперечные колебания. Вот, как я понимаю, для того, чтобы программа рассматривала только поперечные колебания инерционные массы задают руками и ограничивают им направление действия инерционных сил - из трех степеней свободы перемещений оставляют одну, совпадающую с направлением действия ветра). Если кто-то знает и понимает лучше - пусть поправит.

[SergeyMetallist]

Сообщение от Andrey.K 1. Вам нужно определиться что вы считаете на прочность либо молниеотвод либо башню. Посчитать и то и другое вместе не получится - слишком разные гибкости, слишком разные частоты собственных колебаний. Вы в данных для пульсации какое сечение сооружения задали (ширина здания по фронту) 0.5м? А пытаетесь в том числе считать стержень диаметром 0,038м - в 13 раз меньше. Если считаете молниеотвод, то выкиньте башню, если башню - то выкиньте молниеотвод, если и то и другое, то считаете молниеотвод отдельно, потом нагрузку от молниеотвода прикладываете к верху башни. 2. Что у вас с весами? У вас веса указаны в тоннах, и округление в проекте стоит до 0,01. Врезультате у вас выпали из расчета все веса меньше 10кг, а это большая часть вашей конструкции. Нет весов, нет инерционных сил, неправильно посчитаются пульсации. 3. Даже если бы с весами было все в порядке, при расчете башен инерционные массы в динамическом расчете рекомендуется не брать из загружения "собственный вес", а задавать инерционные массы самостоятельно, в узлах, указывая направления действия инерционных сил.

Andrey.K, по пункту 2 насмешили Никуда они не выпадали, округление относится только к отображению нагрузок, в расчетах они учитываются вплоть до энтатого знака после запятой...
По пункту 1 это я и сам знаю, просто привел пример глюка скада. Кстати имеются модели порталов с молниеотводами, где разница в гибкостях раз в десять больше чем в данной модели, и ничего нормально считает. Так что не все так однозначно...
По поводу пункта 3 хотелось бы уточнить почему так НЕЛЬЗЯ и кем рекомендуется? Авторами Скада и Лиры? Или в книге какой умной? Киньте ссылочку. Если данная опция существует, почему ей нельзя пользоваться? Значительный расхождения? Тогда выкладывайте схемы, посмотрим. А пока это все голословно.
Ратмир, а Вы попробуйте поверните уголки как надо, сравните усилия с моей схемкой, и благополучно похороните свое замечание. Стержнем, естественно, проверяю, когда время есть. А с ним в последнее время большой напряг.

[Andrey.K]

Сообщение от SergeyMetallist По пункту 1 это я и сам знаю, просто привел пример глюка скада. Кстати имеются модели порталов с молниеотводами, где разница в гибкостях раз в десять больше чем в данной модели, и ничего нормально считает. Так что не все так однозначно...

Тоесть вы в курсе, что модели с сильно разными гибкостями могут привести к проблемам с результатами расчета, но тем не менее сделали именно такую и теперь спрашиваете что не так?

Сообщение от SergeyMetallist По поводу пункта 3 хотелось бы уточнить почему так НЕЛЬЗЯ и кем рекомендуется? Авторами Скада и Лиры? Или в книге какой умной? Киньте ссылочку. Если данная опция существует, почему ей нельзя пользоваться? Значительный расхождения? Тогда выкладывайте схемы, посмотрим. А пока это все голословно.

Да я как бы не ставил целью кому-то что-то доказать, голословно там или нет... предупредить - да. Ссылки найдете здесь на форуме - обсуждалось в первых постах этой ветки. Вероятно строительные институты, чьи расчеты башень я смотрел, не вкурсе, что в скаде есть такая возможность "взять инерционные массы из загружения..." или может быть им просто интересно ручками собирать и задавать инерционные массы для 80-120м башень, вместо того чтобы нажать одну кнопку... Воля ваша - ваш же расчет, делайте как считаете нужным.

[vanAvera]

Сообщение от Andrey.K Тоесть вы в курсе, что модели с сильно разными гибкостями могут привести к проблемам с результатами расчета, но тем не менее сделали именно такую и теперь спрашиваете что не так? Да я как бы не ставил целью кому-то что-то доказать, голословно там или нет... предупредить - да. Ссылки найдете здесь на форуме - обсуждалось в первых постах этой ветки. Вероятно строительные институты, чьи расчеты башень я смотрел, не вкурсе, что в скаде есть такая возможность "взять инерционные массы из загружения..." или может быть им просто интересно ручками собирать и задавать инерционные массы для 80-120м башень, вместо того чтобы нажать одну кнопку... Воля ваша - ваш же расчет, делайте как считаете нужным.

Модели с сильно разными гибкостями - это, наверное, схема с элементами сильно разной жесткости. Вот на слуху рекомендация, что отличие жесткостей на 2-3 порядка не ухудшает точность (при определении усилий). Именно так обычно делают небольшие жесткие элементы для разных целей.
А вот если считаем пульсацию - неожиданно плохо выходит, причем где проходит граница, при какой разнице жесткостей уже нельзя считать - нигде это не сказано. От этого тема-то и пошла, что границы применимости расчетов не видать. И результат не оценить.
А насчет масс - вы говорите, что надо по старинке и ссылаетесь на опыт неких строительных институтов. В то же время совершенно неглупые люди прикрутили к программе способы автоматизированного сбора масс (нужная вещь, без вопросов) и прямо написали в руководстве - можно! А слухи ходят - нельзя. Ваше мнение основано на примерах, это неплохо, но еще не основание. Вот если накопаете, что ошибка при автоматизированном получается, или теоретически объясните - вот тут вам любой из форумчан благодарности целый мешок выкатит.

[Andrey.K]

Сообщение от vanAvera А насчет масс - вы говорите, что надо по старинке и ссылаетесь на опыт неких строительных институтов. В то же время совершенно неглупые люди прикрутили к программе способы автоматизированного сбора масс (нужная вещь, без вопросов) и прямо написали в руководстве - можно! А слухи ходят - нельзя. Ваше мнение основано на примерах, это неплохо, но еще не основание. Вот если накопаете, что ошибка при автоматизированном получается, или теоретически объясните - вот тут вам любой из форумчан благодарности целый мешок выкатит.

Давайте еще раз уточним. Я говорю не об автоматизированном сборе масс (кнопочка с изображением весов под названием собственный вес) а об кнопочке через одну от нее, под названием "инерционные характеристики". И почему ее нужно использовать вместо галки "преобразование статических нагрузок в массы". Я сам был удивлен этим подходом, о чем и спросил в этой ветке на что получил от ETCartmanа разъяснения. Окончательно я утвердился в таком подходе, взглянув на расчет башни, выполненный институтом (они, вотличие от меня, эти башни пачками считают) - там также были инерционные массы заданы через кнопку "инерционные характеристики".
Ну и хотелось бы сказать о слухах. Ксожалению (я сам этому не рад) в современных программных средствах, а в особенности в SCADе, часто приходится прислушиваться именно к слухам, потому как толкового хелпа нет, документации - тоже. Полно подводных камней на которые не нужно наступать. Я вот часто мачты на оттяжках считаю - там этих камней и "закладочек" столько... и ни в одном руководстве вы про них не прочитаете. Даже книжку специальную выпустили, как считать мачты в скаде - но и она не о всех камнях рассказывает. Хотя казалось бы чего проще - вантовые элементы есть, в хелпе все описано, бери да считай - а вот поди-ка посчитай! Такое насчитаешь!

[SergeyMetallist]

Andrey.K Вы опять чего то не так поняли или не там прочитали. Укажите мне пожалуйста пост, где я СПРАШИВАЮ, что не так? Еще раз повторяю: я привел реальный пример некорректности работы программы, дабы коллеги-проектировщики, скачав файл и просмотрев его, впредь были бы поосторожнее с подобными схемками. Причем раньше, когда я считал более жесткие опоры с молниеотводами подобный глюк не вылезал. Хотя я про это уже писал...
Заметьте, я предупреждаю, апперируя конкретными расчетными примерами, а не ссылаясь на авторитетных форумчан, которые, кстати, в конце объяснения, говорят что "в принципе ничего страшного в преобразовании с.в. в массы нет". Я, например, знаю проектировщиков, которые уже не первый год благополучно пользуются данной опцией. И в институте я учился, и даже пару лет преподавал. Так вот там и студентов учат и сами считают именно преобразованием с.в. Так что, даже предупреждать желательно более аргументированно, раз уж доказать не беретесь.

[ETCartman]

Собирать инерционные массы из загружений, с помощью галочек в принципе можно, но в ряде случаев (например в случае расчета башен), это может приводить к систематическим ошибкам в результатах (для башен - порядка 15% либо в поясах, либо в решетке).
Почему - 1000 раз уже обсуждалось сие на форуме.
А именно связано с тем, что нормы изложены для случая плоской консоли с массами, а если массы обладают степенями свободы по всем осям - результат в ряде случаев оказывается зависимым от способа выдачи условных модальных перемещений (не связанного ни со снипами ни с ветровой нагрузкой в принципе).
Действительно, именно так делают все серьезные расчетчики в серьезных институтах, и просто - расчетчики, в несерьезных институтах, которые осваивали расчеты и разбирались с ними непосредственно по нормам, а не по книжкам "каку кнопочку давить".
Стоит заметить, что подобного рода книжки зачастую сливают в массы заблуждения их авторов, и очень часто напрямую противоречат СНиП. Какаими бы уважаемыми людьми они не были - человеку свойственно заблуждаться (невозможно быть специалистом во всем сразу).
Если бы в дополнение к галочке сбора масс была бы еще галочка "убрать степени свободы по заданным направлениям" - все было бы ок.
А так - приходится добавлять их вручную через инерционные массы, т.к. там только есть та самая галочка.

[SergeyMetallist]

ETCartman, а можно несколько уточняющих вопросов:
1. 15% погрешности в только динамики или с учетом статики и с.в.?
2. Какая точность сведения масс в узлы приемлема? Т.е. какова высота участка, с которого собирается масса в узел? Допустим если для 100 метровой башни переменного сечения инерционные массы собирать и задавать в каждом узле, это достаточно трудоемкая работа. А если с 10 м собирать в один узел, то не приведет ли это к погрешности больше чем 15%?
3. Насколько я понял, что искажение результатов получчается из-за возникновения перемещений в направлении, перпендикулярном действию ветра. Т.е. если я посчитал конструкцию с помощью "галочки преобразований" и в результатах расчета перемещений из плоскости ветра практически нет, то результат верен?
4. И все таки, что в таком случае делать с кручением нессиметричных либо нессиметрично нагруженных конструкций? Их то закреплять из плоскости никак нельзя.
P.S. Кстати в Лире есть опция "ветер в произвольном направлении". Там то уж точно ничего закреплять не надо...

[ETCartman]

10...15% - в суммарном значении, чаще всего в раскосах.
Просто получается не одна, а условно две первых формы. Динамические добавки суммируются как квадраты под корнем.
Nстат+[(Nдин/2)^2+(Nдин/2)^2]^0.5=Nстат+Nдин/2^0.5
вместо
Nстат+Nдин
C учетом того, что Nдин приблизительно (0.5...0.8)*Nстат
Получаем ту самую разницу.
В общем, если вы рассчитаете башню вручную по СНиП (учитывая что сниповская методика выведена для консоли с массами в плоском случае)
и анализируете машинный счет - то вам станет все понятно.
Пример расчета башни есть в "Руководстве по расчету на ветровую нагрузку в dnl ). Сбор нагрузок делается по участкам, массы сосредотачиваются в расчетных точках (около 10-ти их).

[SergeyMetallist]

Посмотрел свои схемы башен и порталов высотой от 15 до 40 м (штук 5-6), везде одна форма, никакого раздваивания...

[ETCartman]

"раздваивание" будет, если схема симметричная и у масс не ограничены степени свободы. В частности при расчете в SCAD с использованием масс из нагрузок (галочки), эта проблема есть.

[MMV]

А просто связи наложить по перпендикулярному направлению? Я пробовал, вроде работает.

[ETCartman]

Наложить связи - можно попробовать, кстати. Надо посравнивать результаты, посмотреть, не влияет ли как то на результат (например в части доп. усилий от обжатия). В SCADе как то боязно лишние движения делать, даже после обучения/преподавания и 12 лет работы в этой программе, она для меня остается непредсказуемой, через раз непроизвольно выдавая какие то ошибки на ровном месте

[MMV]

Я проверял на одной схеме в Лире, разница по усилиям получилась ровно в 1,41 раз...

PS Сравнивал усилия в поясах.

[SergeyMetallist]

Я уже писал,что проверял схемок 5-6 и никаго раздвроения не нашел. Позвонил другу, он уже года 3-4 только башни с мачтами и считает. Он просмотрел около 100 схем и только в двух в результате раздвоения погрешность оказалась в районе 15%, о которых говорит ETCartman. В остальных случаях второй формы с частотой равной либо нет вообще, либо усилия в ней много меньше первой, что практически не влияет на точность результата. Однако, с тем, что такое явление может возникнуть в принципе, приходится согласится. Увы и ах, но скад в очередной раз показал себя во всей красе. При этом, учитывая достаточную редкость явления, задавать инерционные массы для любой башни, на мой взгляд, нецелесообразно. Т.е. сначала башню можно посчитать, используя автоматическое преобразование нагрузок в массы, затем проанализировать полученные результаты, и если "раздвоения" нет (а это как показала практика наиболее частый случай), то можно брать усилия и считать конструктив. И только в случае двух форм с равными частотами и близкими усилиями, задавать инерционные массы в узлы. Кстати спросил на другой ветке как решаются подобные проблемы в Микрофе. Вот что мне ответили:

"Проблема с наличием собственных форм с совпадающими частотами решается так, как и должна решаться - есть масса способов вычисления результирующих усилий для пульсаций ветра и сейсмики. В СНиПе указан способ "корень квадратный из суммы квадратов" (сокращенно SRSS). Такой способ может давать неверные значения усилий, если частоты совпадают. В MicroFe в качестве альтернативы можно использовать суммирование CQC - при далеко отстоящих друг от друга частотах дает тот же результат, что и SRSS, но дает правильный результат для совпадающих частот.
Насчет разных жесткостей. Можно учитывать не все формы (задать нужные номера форм). Можно принудительно считать по варианту СНиП 6.7 пункт а (частоты выше предельной)."

Так что и здесь Микрофе рулит...

[ETCartman]

Сообщение от SergeyMetallist . Он просмотрел около 100 схем и только в двух в результате раздвоения погрешность оказалась в районе 15%, о которых говорит ETCartman. В остальных случаях второй формы с частотой равной либо нет вообще, либо усилия в ней много меньше первой, что практически не влияет на точность результата. ...

Раздвоение форм присутствует во всех случаях, когда схема симметрична, а степени свободы масс (задаваемых вручную или собираемых автоматически) - не ограничены. Частоты могут быть не обязательно равны, просто близкие значения. Ошибка может быть либо в поясах, либо в раскосах. Практически нет ничего страшного, т.к. даже если есть ошибка - она не велика. Чаще всего при расчете башен ошибаются просто в нагрузках, не собрав их должным образом.
Не важно - сколько лет человек считал башни, если он сразу не научился делать это корректно, то как правило повторяет ошибки из расчета в расчет.

Сообщение от SergeyMetallist . Так что и здесь Микрофе рулит...

SCAD - в целом нормальный инженерный калькулятор. Считает он стержневые схемы в линейной постановке в целом правильно, во всяком случае - с более поздних версий, когда грубые ошибки были выпилены.
Вся разница в программах - в удобстве обращения, т.е. в частности - контроля за введенными данными, в предсказуемости поведения для пользователя. В SCAD-е, насколько позволяет мне судить опыт работы в нем, проблемы чаще всего кроются именно в этом. Но если выработать определенный стиль работы и тщательно проверять вводимые данные - проблем меньше.