[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.

[ETCartman]

Сообщение от -=Xaoc=- Значит ее в расчетной схеме не должно быть, .

И это работает не всегда. Я такого рода ляпы находил и в реальных конструкциях, где все вроде бы логично учтено, это просто пример утрированный для очевидности эффекта. В расчетной схеме на самом деле может быть все что угодно, если иное не оговорено в документации и не выдаются никакие предупреждения. А они не оговорены, и не выдаются.

[-=Xaoc=-]

Сообщение от ETCartman И это работает не всегда.

Это как? Если две этих конструкции разные, а Вы их в одну объединяете в расчете. Допустим если это антенна на здании, и узел (в расчетной схеме) жесткий, момент в узле передается на здание (см. расчетную схему)- это же неправильно. Вы обединили это элемент (антенна) в общую расчетную схему который на себя забрал моменты и Вы думаете это правильно?

[novinkov]

to Хаос:
Как насчет такого примера из этой же серии. Дано пространственное сооружение со значительно отличающимися жесткостями в продольном и поперечном направлениях. Угол атаки ветрового потока 45 градусов. Допустим, спектр учитываемых собственных форм в поперечном направлении требует расчета с учетом динамической реакции от ветровых пульсаций (п.6.10 СНиП 2.01.07-85*). А спектр учитываемых собственных форм в продольном направлении позволяет учитывать только квазистатическое воздействие ветровых пульсаций (п.6.7-а СНиП 2.01.07-85*). Как посчитает этот случай СКАД? С учетом динамики или с учетом квазистатики? Будет ли учтено квазистатическое действие пульсации ветра в продольном направлении здания? Как будут комбинироваться результирующие усилия? Реален такой пример или так в жизни не бывает? )

А по существу темы - и ANSYS, и Cod_Aster допускают задание нагрузки в виде спектральной плотности. ANSYS допускает и задание степени корреляции реакции между точками (возможно, это позволяет сделать и Cod_Aster). Т.е. имеются все (?) условия для решения таких задач. При этом реакция одного стержня от пульсации будет квазистатической, а другого стержня - динамической. Для более конкретного разговора требуется тестирование, до которого уже давно не доходят руки.

[maestro]

Почитал тему... Много думал

Первое что я не понял- зачем включать в расчет раму магазина. Ведь, понятно, что ее частоты выйдут за СНиПовские. Ну, не пульсируют рамы зданий при такой высоте.

Почему может волновать пульсация этой то ли мачты, то ли стойки - я еще с горем пополам представил.

Но, включение рамы магазина в расчет - точно от лукавого. Имхо.

Подобные вещи я видел в виде уже явных ошибок, когда при модальном анализе (и всех его возможных последующих применений) в расчетную схему включаются элементы несопоставимой с основным зданием жесткости- МК козырьки, рекламные щиты, МК конструкции на кровле. И на все заданные формы пользователь наблюдает танцы МК конструкции. До здания, не доходит. Куда идут при этом массы- отдельный вопрос.

Я считаю такое неверным.

Далее. О тех приключениях с пульсацией, которые у меня были.

У меня чаще всего это проявляется, когда два высотных деформационных блока приходиться забирать в общий расчет. Такое происходит при наличии общих плит или ростверков.

Но, тогда имеешь дело с двумя похожими схемами. По спектальному анализу их собств. частоты всегда немного отличаются. Прямо видно- вот первая частота одного блока, вот первая второго, вот пошли вторые формы, третьи. При этом выключаются массы "лишнего" блока. Чтобы убедиться- можно просмотреть инерционные нагрузки.

Если есть сомнения- то я просто провожу отдельный расчет, выкусывая заинтересовавший блок. Появляется проблема адекватного моделирования действия отброшенной части здания и адекватного моделирования податливости ф-та, с которого ты снял блок здания. И, связи вводить низззззя- это будет уже другая схема. Обычно просто удаляю лишнее в ростверке, грохаю лишние сваи.

Но, надо указать на главное. Для меня, как для железобетонщика, пульсация- не столько нагрузки, сколько проверка на максимальное ускорение точек здания (пресловутые 0,08м/сек2). Порождаемые при этом усилия для меня вторичны.

О новом украинском Нагрузки и воздействия. Руки отрывать за такое надо. Новый украинский ДБН на нагрузки и воздействия - чемпион по испаскудиванию советских СНиПов. Круче, еще никто не смог.

Собсвенно, это советский СНиП, переведенный на укр. язык и с удаленной совесткой методикой расчета на пульсацию. Новой методики (хотя и обещали)- до сих пор нету.

Физически здания пульсировать не перестали. И эксперты требовать расчета на пульсацию высоток не перестали (вышел ДБН на высотные здания, где цифра 0,08м/сек2 появится как обязательная норма). Поэтому сейчас я делаю два расчета- по СНиП для расчета пульсации (по отмененной методике, которой не дали альтернативы) и по ДБН для расчета усилий. Очень удобно. Земной поклон авторам. С пожеланием засунуть этот ДБН себе в задницу.


ЗЫ. Да, забыл написать о консольной схеме. Она, весьма неверна для моего класса объектов. При вписывании жилых зданий в местность, получить эффективную по продаваемым площадям симметричную схему- невозможно. ВСЕ мои схемы- это схемы с ярко выраженным несовпадением центра изгибающей нагрузки (ветер) с центром жесткости конструкции, воспринимающих такой изгиб (вертикальные элементы) (проще говоря, здания осваивают купленный участок, а не проектируются симметричными). Что, как все я надеюсь понимают, порождает кручение при работе на изгиб- т.е. изгибно-крутильные формы. Эти формы вносят проблему при балансировке здания с целью влезть в 0,08м/сек2 и не дадут такие здания свести к консольной расчетной схеме. Так что консольная схема давно устарела.

Кстати, тоже самое касается землятрясений. Но, там как я понял уже есть методики расчета с учетом изгибно-крутильных форм.

[ETCartman]

Сообщение от maestro Почитал тему... Много думал Первое что я не понял- зачем включать в расчет раму магазина. Ведь, понятно, что ее частоты выйдут за СНиПовские. Ну, не пульсируют рамы зданий при такой высоте. .

Тут как раз не надо было думать вообще, а надо было открыть СНиП "Нагрузки и воздействия" на п. 6.7 а-б-в, сформировать в программе таблицы: 1) таблицу модальных перемещений 2) таблицу масс 3) таблицу пульсационных составляющих ветра, которая вычисляется по таблицам #1 и 2. Вот когда вы посчитаете арифметически #3 по #1 и 2 для рассматриваемых примеров, вы поймете, как программа интерпретирует СНиП и почему она делает ошибку. И это именно ошибка и ничто другое, ошибка методологическая. А туман можно сколько угодно наводить, про центры тяжести и синхрофазотроны с астероидами.
Т.е. вы просто не уловили мысль - о чем речь в данной теме.
Пульсации при скорости ветра 25-30 м/с есть всегда. Потому как они есть при данной скорости, а при пиковой скорости 50-60 м/с их нет. И если мы не учитываем пульсации, мы по сути не учитываем часть ветровой нагрузки. Для зданий в которых ветер не играет главенствующей роли это пока в виде исключения допускается. Для башен, градирен и пр. - пульсации учитываются (и учитывались всегда) обязательном порядке. В новом СТО и проекте нового СНиП неучет пульсаций для чего угодно уже не допускается.

Допустим если это антенна на здании, и узел (в расчетной схеме) жесткий, момент в узле передается на здание (см. расчетную схему)- это же неправильно. Вы обединили это элемент (антенна) в общую расчетную схему который на себя забрал моменты и Вы думаете это правильно?

Это, скажем так, не есть неправильно, и в никаком другом случае проблем с этим не возникает. Антенна или какая то другая второстепенная часть влияет мало, или много, или вовсе не влияет - и все это считается в том числе в SCAD-е/Лире точно. Проблема только с пульсациями - вы просто не поняли о чем речь и хотите, вместо того чтобы разобраться, как программа считает пульсации, придумать некие мнемонические правила, типа рыжим и рябым считать нужно так, а чорнявым - эдак. Нет никаких правил, есть арифметика, и вам с ней надо разобраться.

[maestro]

Причем тут туман? п. 6.7 определяет методику расчета. Но не говорит про то, как надо делать расчетные схемы. Для вашей небольшой мачты магазин мало чем отличается от идеально жесткой связи- слишком большая разница масс. Мачта не сможет растолкать здание.

Вот мне и интересно- нафига здание вводилось в расчет? Разве, недостаточно было посчитать мачту с учетом усилий от пульсации, подобрать жесткость и, получив нагрузки на опорные узлы- законструировать их.

Зачем раму здания в расчет вводить?

Увидел ваши правки. Дополняю ответ:

Пульсации при скорости ветра 25-30 м/с есть всегда.

Для столь гибкого элемента- конечно.

. И если мы не учитываем пульсации, мы по сути не учитываем часть ветровой нагрузки.

Разумеется. Корень квадратный из суммы квадратов по всем формам для меня- очевидная вещь. Я даже в книгах расчета всегда привожу работу ветра отдельно по статике, отдельно по формам и отдельно суммарную по каждому загружению.

Но, усилие- это еще фигня. А вот перемещения и жесткость от неучета пульсации можно сдорово прощелкать для такого элемента.

Для зданий в которых ветер не играет главенствующей роли это пока в виде исключения допускается.

Вот именно. Вот, этого я в вашей схеме и не пойму- нафига вам в расчете магазин, когда палку весом в 50-60 кило считаете?

Для башен, градирен и пр. - пульсации учитываются (и учитывались всегда) обязательном порядке.

Конечно.

В новом СТО и проекте нового СНиП неучет пульсаций для чего угодно уже не допускается.

Разумно. Хотя, я бы прописал возможность неучета пульсации ветра при первой частоте сооружений, меньшей некоторой пороговой (т.е. что-то подобное п. 6.8 и таблице 8)

[ETCartman]

Сообщение от maestro Для вашей небольшой мачты

Пример с мачтой - это условный пример, для демонстрации парадокса (хотя никакого парадокса там нет). В реальной конструкции, при расчете которой я вновь вернулся к данной теме (я и раньше эти вещи обнаруживал на других задачах), так вот, в реальной раме нет никаких антенн. Есть обычная пространственная схема - ядро жесткости и примыкающие части. Ядро проектировалось жестким, т.к. там витрины и маленький допуск на перемещения. По расчету получалось что в ядре пульсации нет, т.е. адекватно считаются только рядом стоящие рамы.

[maestro]

ETCartman

В ядре пульсации нет- в смысле инерционных нагрузок в этих узлах? Маленькие ускорения в этих точках? Что значит нет?

В описанном вами случае может быть сразу несколько вариантов:

1) Из-за несимметрии первая форма могла получиться крутильной- поэтому стали работать конструкции по периметру, а ближе к центру жесткости (диафрагме), конструкции постепенно выключаются. Я уже видел такое у себя в расчетах при работе на крутильные формы.

2) Части здания самодостаточны. Распределение усилий пропорционально жесткостям. При невысоких зданиях значения пульсационной добавки может быть так мало, что конструкция "съест" это просто крайними рамами. Ядро может и не успеть включится.

3) Опять же- несопоставимые массы. Если "витрины"- имелось в виду, что вокруг ядра МК витрины, так понятно, что своей массой ядро они могли и не растолкать.


Меня, действительно сбил с толку ваш пример с хлыстом сверху на раме. Вот я и понять не мог. Попробуйте его изменить- т.е. поставить в центре что-то жесткое, и обстроив его приблизительно похожими по жесткостям конструкциями.

А вообще- сколько в вашей конструкции высоты? Вы уверены, что с пульсацией уже надо завязываться? Если это, скажем 3-5 этажей- зачем это делать с инженерной точки зрения? Для жесткого здания такой высоты пульсационной добавкой можно пренебречь. П. 6.2. прямо об этом говорит.

[ETCartman]

Нет - значит нет. Значит если считаю отдельно (раз они и работают отдельно при данном направлении ветра) - все есть и там и тут, адекватные величины. Витрины не могли "растолкать массой", витрины - разность перемещений 1/700 высоты этажа, это - жесткий допуск.
Пульсацией формально можно пренебречь в конкретном случае, когда речь идет о гражданском или промышленном здании, но нельзя - см. #25.
И если вы хотите сказать, что ничего страшного в косячном счете пульсаций нет, то так можно рассудить, что и вовсе в косячном расчете нет ничего страшного и вообще стоит у всех и т.д.
Косяк есть, причем глупый и на ровном месте. Предупреждений нет, ни слова-полслова в справочной системе (в SCAD во всяком случае). Тем более плохо, что вместо того, чтобы решить данный вопрос непосредственно в программе, разработчики (которые в отл. от вас это все понимают) делают параллельно дурацкие нахлобучки типа "Вест. Ветер-Пульсации". Ну не все здания-сооружения представляют собой прямоугольный параллелепипед по консольной схеме. Но для всех нужно учитывать ветер полностью.

Разумно. Хотя, я бы прописал возможность неучета пульсации ветра при первой частоте сооружений, меньшей некоторой пороговой (т.е. что-то подобное п. 6.8 и таблице 8)

Там речь идет не о неучете пульсаций (и это важно), а о разных способах подсчета пульсаций. Пульсации все равно есть всегда (коль они учитываются) и это приличные величины. Вы просто не понмаете этот момент, нахватались умных слов из глупых книжек, а считать вручную самостоятельно, даже простую консоль, не пробовали никогда.

[maestro]

ETCartman

Я хочу сказать, что по-настоящему неприятно это играет в других случаях. Каких- я упомянул. Две высотки, стоящие на смежных фундаментах. Массы вполне сопоставимы. Частоты- тоже.

И, вот там, действительно массы могут погулять из блока в блок легко. Хотя формально- там дефшов.

Но, я бы не ставил это в упрек программам. Не называл бы это косячным расчетом. Это- методика СНиП. К ней претензии.

И, опять же, инженерными способами себе под зад сковородку вполне можно подложить и в таком случае.

#25 - слова разумные, но применительно к МК витринам добавка может быть просто смехотворной и не стоить даже задания исходных данных.

[ETCartman]

Сообщение от maestro Но, я бы не ставил это в упрек программам. Не называл бы это косячным расчетом. Это- методика СНиП. К ней претензии. .

C этим можно согласиться, тем более Новиков уже написал выше про существование прямого метода расчета в ansys/code_aster, прямого в том смысле что не нужно, имея современный компьютер считать по методике, выведенной для консоли с массами (еще и с допущениями и упрощениями), считать по ней все подряд, как это предлагает СНиП.
Но в минус разработчикам ставится другое, то что они не расписали это все жирными буквами в справочной системе. Не расписали, как методика реализована и к каким подводням камням это может приводить.
Проблема ведь не в программах, а в людях.
А для того, чтобы читающим вообще было ясно о чем речь я несколько позднее выложу пару примеров для ручного расчета пульсаций. Консоль с тремя массами, случаи п. 6.7 а) и в). Простенькая табличка, перемножить-сложить, и можно не читать многотомных мануалов о семи хлебах, человек имеющий элементарные знания никогда ошибку не сделает.

[maestro]

ETCartman

Но в минус разработчикам ставится другое, то что они не расписали это все жирными буквами в справочной системе.

Если каждый из нас возьмет вину на себя- на всех не хватит вины Вы же не ожидаете в хэлпе Скада найти указания на проблемы оптимизации скорости работы Виндоус? Так и тут. Проблема в том, что при всем моему уважении к нашим нормам- они не снабжены достаточным количеством разъяснительного материала, не расписаны подробно, нет достаточного числа примеров. Те что есть- часто обминают сложные вопросы применения. Короче- эдакая программа вообще без хелпа.

Помнится, писал я программу для расчета железобетонной балки на поперечную силу. Кто знает- тот не забудет, а кто не знает- трудно объяснить. Я ее сделал. Только переворушил тонну литературы.

Поэтому, я предложу считать неразъяснение всех последствий применения не недостатком программ и даже не недостатком СНиПов- а именно недостатком качественных пособий к СНиПам.

А для того, чтобы читающим вообще было ясно о чем речь я несколько позднее выложу пару примеров для ручного расчета пульсаций.

Жду с нетерпением. Дело в том, что по совести говоря, я плохо разбираюсь в динамике. И был бы благодарен за разъяснения.

[ETCartman]

Прис. архив.
Рассматривается расчет пульсационной составляющей для двух случаев. То же самое делает и программа - сначала идентифицирует расчетный случай по минимальной частоте, а потом механически считает.
Проблема состоит в том, что сооружение может быть более сложным, чем консоль с массами или что то на нее похожее. Разные части могут колебаться и работать фактически раздельно, но в алгоритме расчета это никак не учтено, в результате чего возникает ошибка.
Еще одна сложность (этот вопрос в стороне от данной темы) состоит в том, что для трехмерного случая программа обобщает сниповский метод, используя вместо модальных перемещений их проекции на оси.

[maestro]

Глянул. Остался только вопрос- когда изменят нормы. Действительно, неприятные вещи получаются.

[ETCartman]

Так в Украине нормы уже изменены. ДБН все эти проблемы с натягиванием форм на ветер снимает.

[maestro]

Он их не снимает. Он просто отменил этот расчет вообще. Как класс. А это- идиотизм. Методику расчета на пульсацию обещают очень давно- но пока нету.

[ETCartman]

ДБН не отменил расчет на пульсации, а изменил расчетный случай. Теперь обычные сооружения рассчитываются непосредственно на пиковые порывы ветра, при которых пульсаций не существует (пульсации это и есть разница между осредненным ветром и пиковым). Другой вопрос, что для некоторых сооружений (гибких, с большими массами) учет сил инерции при колебаниях (при скоростях ветра ниже пиковых) дает большие значения усилий, чем при максимальной скорости/без динамики.
Методика расчета на динамику, в том числе от ветра, существует давно, и ее не надо придумывать. А приближенная - нужна ли вообще, при наличии тех вычислительных возможностей, которые есть сейчас. В западных нормах приближенные методики учета динамики разграничены строго по типам сооружений, и это верно - зачем закладывать противоречия и неточности в самих нормах?

[maestro]

ETCartman

Или вы меня не слышите, или не знакомы с проблемой. Статический расчет вообще не способен заменить динамический- с любой величиной.

Например, от пульсации ветра, здание движется. В нем возникают ускорения. Величина предельного ускорения нормируется- иначе начнется морская болезнь.

Так вот, сбалансировать схему, что бы ускорение не вышло за пределы- достаточно трудно. Надо грамотно расставлять жесткости, следить за массами, не допускать переутяжеления верха. Следить за центром жесткости.. Ну, в общем количество параметров, за которыми надо следить- возрастает в разы.

И, эту работу нельзя заменить отслеживанием перемещения верха здания не более, чем на Х мм.

и ее не надо придумывать. А приближенная - нужна ли вообще, при наличии тех вычислительных возможностей, которые есть сейчас. В западных нормах приближенные методики учета динамики разграничены строго по типам сооружений, и это верно - зачем закладывать противоречия и неточности в самих нормах?

Ну, я собственно о введении в нормы и говорил.

[ETCartman]

С расчетом на ветер я разбирался по "Руководству ЦНИИСК", в том числе с выводом формул, методик и т.д.
ДБН суть приведение норм к западным стандартам. Само собой, что в некоторых случаях просто посчитать на максимальную скорость ветра безо всяких пульсаций недостаточно (по условиям комфортности, прочности и т.д.). Просто я сомневаюсь, что старосниповская методика эти вопросы решала качественно, хотя сложностей, даже с реализацией в программах в ней хватает.
Данная тема посвящена не методике расчета, и именно ошибкам, которые имеют место быть во многих случаях. Т.е. программы фактически несут в себе мины замедленного действия, с одной стороны декларируя соответствие СНиП, с другой обеспечивая это соответствие не для всех случаев реализации кэ-модели.

[Vavan Metallist]

Сообщение от ETCartman В западных нормах приближенные методики учета динамики разграничены строго по типам сооружений, и это верно - зачем закладывать противоречия и неточности в самих нормах?

В ДБНе тоже так, проблема только с сооружениями, которые там не приведены. В ДБНе приведены коэфициенты динамичности для 5-ти типов сооружений: 1) каменных и с железобетонным каркасом; 2) со стальным каркасом; 3) со сталебетонным(?) каркасом; 4)для стальных труб и апаратов колонного типа без футеровки; 5)для стальных труб и апаратов колонного типа с футеровкой. Графики ограничивают размеры строения (отношение высоты к размерам поперечника), ничего не говорят о асиметричных сооружениях. Я думаю к ДБНу планируется написать (может уже пишется) пособие. Правда, что-то долго.

Статический расчет вообще не способен заменить динамический- с любой величиной. Например, от пульсации ветра, здание движется. В нем возникают ускорения. Величина предельного ускорения нормируется- иначе начнется морская болезнь. Так вот, сбалансировать схему, что бы ускорение не вышло за пределы- достаточно трудно. Надо грамотно расставлять жесткости, следить за массами, не допускать переутяжеления верха. Следить за центром жесткости.. Ну, в общем количество параметров, за которыми надо следить- возрастает в разы. И, эту работу нельзя заменить отслеживанием перемещения верха здания не более, чем на Х мм.

По ходу вопрос к maestro: а как вы все это делаете без прописанной в ДБНе методики?