[Engineer IA]

Пункт звучит так:

6.1.4 Для сооружения простой геометрической формы с симметричным расположением массы и элементов жесткости с наименьшим размером в плане не более 80 м для грунта I категории, 60 м для грунта II категории и 30 м для грунта III категории при расчете на горизонтальное сейсмическое воздействие допускается использовать упрощенную модель сооружения, представляющую собой невесомую вертикальную консоль с сосредоточенными массами, расположенными в уровне перекрытий.

Имею здание 20 х 40м в плане, с симметричным расположением массы и элементов жесткости. Грунты III категории. Могу ли я сделать расчёт по упрощённой схеме? Ведь наименьший размер в плане - 20м.

Задаю вопрос, потому что в экспертизе отвергли мою упрощённую модель по причине того, что наименьшим размером считают длину здания в плане. Кто из нас прав?

Просто точку приложения массы надо сместить относительно центра жесткости на величину к*В, где к зависит от применяемых норм, В - длина здания в направлении перпендикулярном направлению толчка.
Кстати "упрощенная" схема ничем не отличается от "неупрощенной". Все эти изыски призваны показать, что ЦНИИСК не даром ест свой хлеб.
Я бы считал по СНиПу.

[Engineer IA]

Спасибо, что откликнулись. А то как в пустыне.

Из СП не видно, что речь идёт о размере в направлении толчка. Там сказано "наименьший размер в плане".

Вообще-то по упрощённой схеме я применил только сейсмические массы, а само здание моделировал в пространственной постановке в СКАДе. Вот я и сослался на пункт 6.1.4. СП, чтобы оправдать такой подход. В экспертизе противятся. А я не хочу прикладывать массы автоматично, т.к. из-за среднеквадратичной оценки Розенблюма в результатах получается всякая фигня.

Так и не ссылайтесь на этот пункт. Как массы не собирай всегда динамическая модель представляется ввиде консольного стержня жестко защемленного в основании с точечными массами в уровне перекрытий.
Любая программа определяет "сейсмические силы" именно по такой схеме.
А как собраны массы, программно или вручную, не имеет принципиального значения.
Кстати, "упрощенная схема" предполагает расчет плоской системы.

[Forrest_Gump]

Offtop: всегда динамическая модель представляется ввиде консольного стержня - уверены?

[Engineer IA]

bahil,

Как массы не собирай всегда динамическая модель представляется ввиде консольного стержня жестко защемленного в основании с точечными массами в уровне перекрытий.

Так в старом СНиПе II-7-81*. Там, действительно всё для плоских схем. А в новом СП 31-114-2004 есть приложение Б. СКАД, насколько я понимаю, работает с пространственной моделью. Если сейсмические массы задавать автоматично, то он их собирает в узлы конечных элементов.

Но хотелось бы вернуться к п.6.1.4. Как его понимать? Ау-у, специалисты, расшифруйте!

[Engineer IA]

Никто не отвечает. Наверное, спецы в отпуске.

[Forrest_Gump]

Offtop: мое мнение - Вы правильно прочитали пункт норм. но как это Вам поможет в борьбе с дуростью "эксперта"?

Сообщение от Forrest_Gump всегда динамическая модель представляется ввиде консольного стержня - уверены?

За исключением расчета на вертикальную сейсмику пролетных конструкций - там балка на двух опорах. Собирать массу в каждый узел не имеет смысла. Можно посчитать с распределенной массой, но для упругой линейной системы это будет стрельба по воробьям. Мало того, по нормам нужно учитывать сейсмику только одного направления. Если конечно вы не расчитываете по п. 6.2.2. с учетом неупругих деформаций по акселерограммам.

Но хотелось бы вернуться к п.6.1.4. Как его понимать? Ау-у, специалисты, расшифруйте!

Так и понимать - определяйте сейсмические силы для такого здания вручную. Но кто же это будет делать?
Если расчет ведется по сертифицированной программе, да еще в пространственной постановке, то какая же это упрощенная схема?
Скоро "эксперты" будут принимать только схемы конвертированные из акада.
Совет. Напишите, что здание рассчитано по п. 6.1.5

[Engineer IA]

bahil,

Совет. Напишите, что здание рассчитано по п. 6.1.5

Да, я так уже сделал. Спасибо!

Forrest_Gump,

мое мнение - Вы правильно прочитали пункт норм. но как это Вам поможет в борьбе с дуростью "эксперта"?

С экспертом я и не думал воевать. Хотелось для себя уяснить, прав ли я в интерпретации п.6.1.4.

[Romka]

Сообщение от Engineer IA А я не хочу прикладывать массы автоматично, т.к. из-за среднеквадратичной оценки Розенблюма в результатах получается всякая фигня.

Создавая свою "упрощенную" модель вы не сильно уточняете свой расчет, я даже сказал бы - ухудшаете точность.
Объясню
1. Для того, чтобы приложить сейсмические нагрузки к каждому ярусу (этажу) здания, их (сейсм нагрузки) надо еще определить. Причем определить абсолютное значение (здесь проблема с определением коэф Бетта и Этта), но и направление инерционных сил в пространстве с учетом форм колебаний.
2. Ручным расчетом сложно и трудоемко учтывать кручение здания в плане из-за несовпадения центра тяжести и центра масс здания ( http://dwg.ru/dnl/8223 и http://dwg.ru/dnl/6955 )
3. Если все же учтете все формы колебаний здания, то их все равно будет необходимо складывать по квадратичной формуле (возвращаемся к тому от чего хотели уйти)

Посему предагаю не лезть в дебри ручных расчетов, а разобраться с тем, почему у вас

из-за среднеквадратичной оценки Розенблюма в результатах получается всякая фигня.

Что конкретно вам не нравится в сложении программой форм колебаний?
ЗЫ. Выложите в ответе таблицу периодов колебаний здания с процентом набора модальных масс по формам.

[Engineer IA]

Спасибо, Romka, что включились в дискуссию. Постараюсь объясниться.

1. Для того, чтобы приложить сейсмические нагрузки к каждому ярусу (этажу) здания, их (сейсм нагрузки) надо еще определить. Причем определить абсолютное значение (здесь проблема с определением коэф Бетта и Этта), но и направление инерционных сил в пространстве с учетом форм колебаний.

Нагрузку на каждый диск перекрытия я нахожу, определяя вес этажа со всеми отдельными загружениями: постоянным, длительным, кратковременным. Затем прилагаю этот вес (массу) в двух точках перекрытия через опцию "инерционные характеристики - задание масс" в СКАДе. СКАД далее сам определяет сейсмические массы со всеми необходимыми коэффициентами.

2. Ручным расчетом сложно и трудоемко учтывать кручение здания в плане из-за несовпадения центра тяжести и центра масс здания

Расчёт у меня не ручной. Вручную я задаю только массы. Здесь и ответ на третий пункт.

Выложите в ответе таблицу периодов колебаний здания с процентом набора модальных масс по формам.

Таблицы перенесены в пост №18

Во втором варианте липа. По всей видимости некорректно заданы условия сбора нагрузок, и как следствие - неправильно вычислены сейсмческие силы по формам. Кстати загружения 5 и 6 должны быть взаимоисключающими.

[Engineer IA]

bahil,

Во втором варианте липа.

Вот файл. Подправьте там, где липа и покажите, что умеете не только словами бросаться. Буду весьма признателен, если укажете на некорректность сбора нагрузок. Кстати, загружения 5 и 6 заданы взаимоисключающими.

Сообщение от Engineer IA Вот файл. Подправьте там, где липа и покажите, что умеете не только словами бросаться.

Щасс! СКАДом не пользуюсь. Предпочитаю ЛИРУ.
Наиболее вероятная причина - Ваши ошибки. Возможно найдутся филантропы, которые возьмутся их найти. Я к их числу не отношусь.

[Engineer IA]

2bahil

Тогда, может быть Вас не затруднит показать аналогичную таблицу из Лиры? Было бы интересно сравнить.

[Romka]

Engineer IA
Повторюсь, кроме протокола расчета для ДИАГНОЗА еще нужна таблица с периодами колебаний и процентом набора модельных масс по формам колебаний.

По таблицам, выложенным в посте 12: обратите внимание, что по 5 загружению (сеймика Х) сходимость в наборе модальных масс в двух методах расчета очень высокая.
А вот по 6 загружению чего-то не хватает: возможно у вас есть гибкая часть сооружения, которая и колебается при разрешенных вами 6 формах колебаний. Проверить можно так: надо просмотреть все 6 форм колебаний. Среди них обязательно должна быть основная поступательная форма колебаний здания по оси У.
Если будут трудности с анализом - выложите еще и картинки перемещений здания по всем 6 формам 6-го загружения.

[Engineer IA]

Выкладываю таблицы наборов модальных масс и периодов. В СКАДе нет процентной оценки набора модальных масс, но их легко посчитать из приложенных таблиц.

100% - 279,549 т при сейсмике по Х
100% - 279,549 т при сейсмике по Y

При расчёте с приложением масс вручную (6 форм):
- сейсмика по Х - 247 т, что составляет 88%
- сейсмика по Y - 245 т, что составляет 87,7%

При расчёте с автоматическим определением масс (метод Ланцоша, 7 форм)
- сейсмика по Х - 160 т, что составляет 57%. Кроме того появляется составляющая по Y в 13,8 т.
- сейсмика по Y - 14 т, что составляет 5%. И появляется составляющая по Х в 21 т.

Разница очевидна. Можно, конечно при методе Ланцоша задать необходимый процент модальных масс и СКАД соберёт их, но тогда форм будет больше пятидесяти.

[Romka]

Engineer IA
Проблема недобора модельных масс из-за очень большой жесткости конструкции. По периодам колебаний можно предположить, что это одноэтажный жб бункер без окон и дверей.
При таких периодах колебается не здание в целом, а более гибкие его части (консолиные или большепролетные участки переркрытий, парапеты и пр.)
Вижу 2 выхода из ситуации (расчет с автоматическим сбором инерционных масс):
1. Просто добавляем количество учитываемых расчетом форм колебаний так, чтобы суммарно было учтено 85% мод масс. В этом случае квадратичная формула сложения напряжений (перемещений) выявит худшие усилия (перемещения)
2. Просматриваем все учитываемые (7шт) форм колебаний и визуально выявляем относительно гибкие участки здания. Удаляем их и вместо них прикладываем нагрузки.

[Engineer IA]

Нет, не одноэтажный. Три этажа, в плане 14,5м х 35м. Стены - монолит. Все проёмы учтены. В модели, таблицы которой я показал, узлы в основании жёстко защемлены. Это было для сбора нагрузок на фундамент. В дальнейшем ленточный фундамент смоделирован оболочкой и введены коэффициенты постели.

Просматриваем все учитываемые (7шт) форм колебаний и визуально выявляем относительно гибкие участки здания. Удаляем их и вместо них прикладываем нагрузки

Хорошая мысль. Спасибо за подсказку. Однако, 7 форм недостаточно. Выбирать придётся из 50. Иначе не набрать необходимый процент масс.

И всё же. Почему надо держаться за автоматический сбор масс? Ведь их недолго приложить вручную в 2-4 местах. Если здание симметрично - можно массы изменить пропорционально, скажем в соотношении 0,9 и 1,1. У меня всегда получается одна крутильная форма.

[Forrest_Gump]

Offtop: Вы уверены, что ручной сбор масс априори лучше автоматического, собираемого из нагружений? по мне, автоматический сбор масс ближе к истине - к континуальным системам...

Извините, что вмешиваюсь, но для трех этажного здания достаточно трех форм. Больше взяться неоткуда. Если вы только не учитываете крутильные по 3 направлениям

[Engineer IA]

2Forrest_Gump

Почему offtop? Вы, вроде, в теме.
Думаю, что и в ручном и в автоматическом сборе масс есть свои плюсы и минусы:
Авторматический хорош, поскольку лучше учитывает сейсмику сложного объёмного тела. Но есть минусы
1 - приходится отрабатывать много форм, или, как советует Romka, проводить тщательный модальный анализ и реформировать расчётную схему
2 - появляются перемещения и усилия в ортогональном направлении к сейсмической силе
3 - оценка Розенблюма приводит к тому, что перемещения и внутренние усилия не соответствуют друг другу и не удовлетворяют условиям равновесия

Ручной сбор масс позволяет избежать проблем 1,2,3. Но хуже учитывает сейсмику сложного объёмного тела.

bahil

для трех этажного здания достаточно трех форм

Внимательно посмотрите таблицу сбора масс. В шестой форме в обоих направлениях отработано почти по 30 тонн. Может быть Вы и правы, и этими 30 тоннами можно пренебречь. Но тут уж каждый выбирает сам.

[Forrest_Gump]

предлагаю показать планчики-разрезы (потому что не верю в аболютную симметрию, вообще не верю). да и больно малы периоды собственных колебаний (тут Romka прав на 100%).
касаемо оценки Розенблюма - можно провести параллель с расчетом оснований в пластической зоне - сплошные гадание на кофейной гуще. мы получаем некий результат, но вот оценить его соответствие реальности - не представляется возможным. в том смысле, что расчеты на сейсмику - тоже из области магии и оккультного - чего мы там насчитали....
с bahil не соглашусь, существующее количество собственных форм соответствует количеству масс. а так как всетаки "программные комплексы" позволяют решать задачу в пространственной постановке, то и расчетная модель будет никак не консольный стержень, и соответственно, количество масс будет более трех...

[Engineer IA]

Forrest_Gump,

касаемо оценки Розенблюма - можно провести параллель с расчетом оснований в пластической зоне - сплошные гадание на кофейной гуще.

Тем более. Зачем тогда заморачиваться с автомассами? Собрать массы вручную и приложить - будет дёшево и сердито.

Выкладываю план и разрез для любопытных. Ничего особенного. Выше отм. 9,000 всё из дерева.

[Forrest_Gump]

собирать массы вручную - трата моего времени. не хочу тратить на это.
а на плане показаны стены - они все несущие? из кирпича или жб?
P.S. если все стены несущие - то здание совсем не симметричное.

[Engineer IA]

Да, стены несущие. Есть такие кирпичные блоки с неблагозвучным названием "дурисол". Вот из них строятся стены. Блоки пустотные. Внутри - утеплитель, бетон и арматура.
Здание не совсем симметричное. Но в этом нет проблемы.

[Integer]

Я бы сначала проанализировал формы колебаний, в связи с тем что у Вас прямоугольное здание в плане, и несущие стены как я понял находятся по контуру и цифровым осям. Чисто логически, думаю что вы это мне подтвердите, опасными для Вас будут 2 формы колебаний, как раз в направлении буквенных осей, и крутильная (в направлениях наименьшей жесткости здания при наибольшей концентрации массы). Что же касается пункта СНиПа который вы упоминаете, то это относится к коробкам, то есть если Ваше здание отзеркалить относительно оси Г (с наличием ядра жесткости-лифтовой шахты в центре), то это как раз такой упрощенный случай приведения к стержню, для которого крутильная форма особого влияния не имеет, и нет необходимости ставить диафрагмы для восприятия сейсмических усилий от крутильной формы колебаний. Так что экспертиза по своему права - заставляя Вас считать полную модель, я бы тоже не пропустил со ссылкой на этот пункт. Он (пункт) по большей части создан для таких конструкций как антенны связи, резервуары, газгольдеры, градирни и пр.
Offtop: Что же касается зданий такого типа, то может возникнуть ситуация анализа многих форм колебаний прежде чем найдете нужную, так как в большинстве случаев, такое здание начинает скакать как кубик при болььшинстве форм. Не рекомендую ползоватся Ланцошом, так как это для расчета с учетом нелинейности.

[Engineer IA]

Integer,

Так что экспертиза по своему права - заставляя Вас считать полную модель, я бы тоже не пропустил со ссылкой на этот пункт. Он (пункт) по большей части создан для таких конструкций как антенны связи, резервуары, газгольдеры, градирни и пр.

Вообще, я и не особо держусь за этот пункт. Хотя из этого пункта СНиПа совсем не очевидно, что речь идёт об антеннах, резеруарах и газгольдерах. Там сказано просто о здании с наименьшим размером в плане. Но даже без этого пункта - корректно ли собрать массу этажа и приложить в двух-четырёх точках? Хотелось бы услышать обоснованное возражение этому.

Не рекомендую ползоватся Ланцошом, так как это для расчета с учетом нелинейности.

Здесь не понял. Нелинейность в сейсмике? Создатели СКАДа, наоборот, рекомендуют пользоваться Ланцошем.

[Integer]

Offtop: СНиП сам по себе не всегда очевиден
По поводу Ланцоша не совсем ясно выразился, это просто метод оптимизации матрицы, но хитрый, при котором погрешность определения результатов в решаемой матрице растет пропорционально с величиной исходной матрицы. Поэтому время решения уменьшается, а вот погрешность возрастает со сложностью системы.
По поводу приложения масс к системе. Для системы не важно сколько масс и в каких точках приложены, да простят меня за данную формулировку гуру..Для нее скажем так важна отметка, то есть масса собранная на определенный уровень, должна прикладывыатся на конкретной одной отметке. Тупо собрав верхнюю и нижнюю половину этажа на одну отметку - все должно лежать на одном уровне. Чем больше масс, тем сложнее система, соответственно приведя все к одной массе, вы условно здание приводите к схеме вертикального стержня (к так называемой упрощенной схеме). Как я понял из практики работы в СКАДЕ это возможно но тогда распределение усилий от сейсмического воздействия в остальной системе происходит по законам классической механики (то есть чем EJ больше тем больше усилия), что не совсем верно, так как усилия в системе от сейсмического воздействия возникают в соответствии с массой элемента а не с его жестостью. По мне пользуйтесь распределенной массой, Скад это позволяет, что даст Вам наиболее точный результат.
Offtop: Так я понимаю сейсмическое воздействие на конструкцию
Что же касается пункта СНиПа, если вы с ним придете в экспертизу скажем с башней сотовой связи, то это пройдет на ура, а для обычных зданий с большим скрипом.

[Engineer IA]

2Integer,

Спасибо! Очень интересное объяснение. Информация к размышлению.

[Romka]

Engineer IA
Не понятно, стены каменные или жб?
Конструктивная схема не очень с точки зрения сейсмостойкости. Нет внутренней непрерывной продольной стены (по Украинским нормам эта стена является обязательным условием).
Здание имеет частый шаг несущих стен, поэтому без ущерба для прочности и устойчивости здания можно отказаться от поперечных стен по осям 2, 5, 7, 10.

Выкладывайте текстовый файл задачи. Попробую посмотреть.

[viking1963]

Engineer IA,
Доброго времени суток,
Бегло посмотрел Вашу расчетную модель,
если у Вас стены каменные, то согласно
СНиП II-7-81* "Строительство в сейсмических районах" ,
еще нужно задать вертикальную сейсмическую нагрузку (по оси Z)

2.3. Сейсмические воздействия могут иметь любое направление в пространстве. Для зданий и сооружений простой геометрической формы расчетные сейсмические нагрузки следует принимать действующими горизонтально в направлении их продольной и поперечной осей. Действие сейсмических нагрузок в указанных направлениях следует учитывать раздельно. При расчете сооружений сложной геометрической формы следует учитывать наиболее опасные для данной конструкции или ее элементов направления действия сейсмических нагрузок. 2.4. Вертикальную сейсмическую нагрузку необходимо учитывать при расчете: горизонтальных и наклонных консольных конструкций; пролетных строений мостов; рам, арок, ферм, пространственных покрытий зданий и сооружений пролетом 24 и более метров; сооружений на устойчивость против опрокидывания или против скольжения; каменных конструкций (по п.3.37).

3.37. Расчет каменных конструкций должен производиться на одновременное действие горизонтально и вертикально направленных сейсмических сил. Значение вертикальной сейсмической нагрузки при расчетной сейсмичности 7-8 баллов следует принимать равным 15%, а при сейсмичности 9 баллов - 30% соответствующей вертикальной статической нагрузки.

Возможно у Вас также несколько завышен объемный вес стен (3,75 т/м3) - привожу скрин с Вашей расчетной модели.

С уважением, viking1963

[Engineer IA]

2viking1963
Приветствую, коллега! Материал стен я описал в посте 27. Фактически, стены бетонные. А вес увеличен за счёт того, что блоки дурисол я не учитывал, поэтому недостающий вес внёс в вес бетона.
Выкладываю узел, чтобы понятно было.

2Romka
Текстовый файл только завтра смогу выложить. Дома у меня нет СКАДа. Спасибо за участие. А в какой программе Вы сможете просмотреть текстовый файл?

[Romka]

Сообщение от Engineer IA А в какой программе Вы сможете просмотреть текстовый файл?

Попробую в Лире 9.4 R8. Иногда получается экспортировать текстовики

[Engineer IA]

Выкладываю текстовый файл.

[Romka]

Engineer IA
К сожалению, тектовый файл не открывается.
Тем не менее, считаю что автомматически инерционные силы собираются более корректно, чем вручную.
Я выявляю "корявые" формы просмотром перемещений по первым 5-10формам. Если в здании все задано правильно, то основная для данного направления форма колебаний должна проявиться на 1-3форме колебаний. Если что-то не так, то колебаются какие-угодно элементы, но не здание целиком.

[Engineer IA]

Спасибо, Romka. Как будет время, я постараюсь поработать со схемой и довести её до приличного состояния. Будет интересно сравнить результаты армирования при ручной и автоматической сборке масс.