[Юрий]

Добрый день коллеги по форуму!
Пообщавшись пару недель, мне в голову пришла мысль задать данную тему для обсуждения инженерной общественностью. Эта проблема в одинаковой мере касается усилий от сейсмических нагрузок в сечениях металлических и железобетонных колонн. Направление сейсмической нагрузки непредсказуемо. Величина геометрической характеристики - момент сопротивления сечения квадратной колонны изменяется в зависимости от принятого направления главных осей по отношению к направлению действия сейсмической силы, тогда как величина момента инерции при любом направлении осей неизменна. Возникает вопрос: какое направление сейсмической нагрузки самое опасное для такой колонны? Ответ нам известен (во всяком случае мы так думаем. См. вложения), но ведущие специалисты по проектированию в сейсмике в Казахстане с нами несогласны. Эта проблема и для точечных высоких зданий в районах с большой ветровой нагрузкой. Хотелось бы узнать мнение коллег по данной проблеме, тем более сейчас в Сочи, где 9 баллов сейсмика, разворачивается большое строительство многоэтажных жилых домов и гостинниц к Олимпийским играм и поэтому бы надо обсудить более широким составом данную проблему. У нас в Казахстане Это разногласие продолжается с 2001 года, его надо заканчивать, так как речь идет о надежности проектируемых сооружений с такими колоннами.

[Vlamos]

любой расчет это абстрактная математическая модель которая наиболее близко показывает реальную работу конструкции

как раз для сейсмики и снипа по ей - не очень-то верно

Если в снипе не указано направлять в обязательном случае сейсмич. нагр. под углом 45 гр значит для этого имеются определенные причины неизвестные мне.Имхо

думаю причины просты - консольная модель,у которой характеристики задаются по двум ортогональным направлениям

Галилей в 1638 г. опубликовал абсолютное неверное решение задачи о несущей способности консольной балки. Такого взгляда придерживались (неглупые люди) лет 100...200

т.е научимся считать на сейсмику лет через 150?

[Ильнур]

Сообщение от Vlamos научимся считать на сейсмику лет через 150?

Наверно надо 150 умножить на коэффициент прогрессивного ускорения технических возможностей

[novinkov]

Может подведем предварительный итог?

1. Действительно ли для простых зданий (с каркасной ли, связевой ли или смешанной конструктивно-планировочной схемой) требуется пространственный расчет с произвольной ориентацией сейсма на плане (в частном случае мы говорили об угле 45 град к оси X)?
В большинстве случаев - нет. Приложение сейсма в направлении главных осей дает напряжения, которые не меньше результирующих напряжений, полученных при приложении сейсма под произвольным углом. При этом следует, как правило, использовать суммирование по принципу "корень квадратный из суммы квадратов, SRSS". Пример приведен в посте 7 этой темы. Использование алгебраического суммирования напряжений при изгибе в двух плоскостях (см. статью в топике темы) соответствуют чрезмерно консервативному подходу, т.к. пики внутренних усилий при изгибе в двух плоскостях достигаются в разные моменты времени.
Это заложено в нормативных документах и России (СНиП II-7-81, п.2.10), и Казахстана (СН РК 2.03.30-2006, п.5.18). В тексте и того, и другого документа квадратичное суммирование откликов распространяется не только на внутренние усилия, но и на напряжения. Теория изложена в п.4.5.7. Бирбраер А.Н. "Расчет конструкций на сейсмостойкость", Санкт-Петербург, Наука, 1998, в частности для метода разложения по собственым формам см. форм. 4.65 б). Из гламурных изданий см. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. "Расчетные модели сооружений и возможности их анализа", М.: ДМК, 2007. Для тех, кому лениво искать, процитировать абзац на с.524: "Учитывая, что оценка суммы модальных вкладов содержит выражение квадратного корня, а перед ним, как известно, следует ставить знак +/-, можно принять, что все компоненты внутренних усилий (напряжений) могут иметь произвольный знак и учитывать все возможные комбинации их знаков. Но более правильным было бы вспомнить, что при проверке конструкций найденные оценки максимальных значений используются не сами по себе, а подставляются в некоторую формулу, определяющую критерий пригодности конструкции к эксплуатации (например, в формулу для вычисления напряжений). Тогда необходимо для каждой учитываемой формы собственных колебаний подсчитать значение этого критерия, а уж потом суммировать его по Розенблюэтту". Здесь "суммирование по Розенблюэтту" = правило "корень квадратный из суммы квадратов". Наконец, правило квадратичного суммирования напряжений в явном виде приводится в ГОСТ 30546.1-98 "Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости", п.5.12.4.
Мне кажется, что с дискриминацией напряжений покончено - они восстановлены в правах
Однако, остается одно исключение - системы с кратными (или различающимися не более, чем на 10%) частотами. Для таких систем колебания по кратным частотам полностью коррелированы (т.е. пики реакций по формам, соответствующим кратным частотам, достигаются одновременно. Поэтому вместо правила SRSS должно применяться правило CQC (полная квадратичная комбинация). При таком подходе действительно суммарная реакция при приложении сейсма под углом 45 град даст усилия до 41% выше, чем при приложении в направлении главных осей. Стоит или нет вносить предложения в СНиП об увеличении на 40% модальных усилий для кратных частот - не знаю. Однако, предполагаю, каким будет ответ в Российских структурах, занимающихся сейсмическим нормированием. Ключевые слова - "должен быть системный подход к сейсмическому нормированию, нельзя изменять отдельные пункты без увязки с другими", "такие положения отсутствуют в нормах других стран", "нет подтвержденных случаев обрушения, связанных с недооценкой сейсмической нагрузки при расчетах по плоским схнмам для систем с кратными частотами", "очень большая неопределенность и условность расчетов на сейсмические нагрузки".
2. Действительно ли при проверке несущей способности элементов следует раздельно определять изгибающие моменты от сейсмических воздействий, действующие в разных плоскостях, а затем выполнять проверку несущей спсобности элемента, как сжато-изгибаемого в двух плоскостях? Или же должны определяться напряжения от сжатия с изгибом по каждой собственной форме отдельно, а затем производиться простое или квадратичное суммирование этих напряжений? На мой взгляд, это более важный вопрос. И намного более сложный. Одна из основных сложностей - как определить условные модальные напряжения в случае проверки устойчивости сжато-изгибаемого стержня. Ведь коэффициенты продольного изгиба для таких напряжений, подсчитанные только для отдельной моды не имеют физического смысла (т.е. они должны определяться с учетом не только сейсмической, но и остальных видов нагрузок). На мой взгляд - здесь вопрос на полноценную главу диссера, а может и больше. Если используются критерии не устойчивости, а прочности - то там вопросов меньше. Можно квадратично суммировать все напряжения от изгиба в каждой плоскости. Если точнее, то должны квадратично суммироваться критерии прочности (т.е. si-Ry, где si - напряжения от деформаций по i-ой собственной форме, Ry - расчетное сопротивление стали). Подобный подход (т.е правило "корень квадратный из суммы квадратов"), наверное, может использоваться и для определения усилий в анкерных болтах. Т.е. могут определяться сейсические усилия в анкерном болте от колебаний по каждой отдельной моде, а затем производиться квадратичное суммирование этих отдельных усилий. На практике, часто используется другой подход - алгебраическое суммирование (как во второй статье). Я переговорил с некоторыми расчетчиками, но внятного ответа, почему используется такой подход, я не получил. Причины, скорее всего, связаны со здоровым консерватизмом при расчете ответственных узлов.
3. Какое правило (алгебраическое или квадратичное суммирование сейсмических напряжений для ортогональных плоскостей) используется в Лире/SCADе для определения РСУ Об этом чуть позже.

[Forrest_Gump]

давайте по поводу суммирования усилий - собственно почему используется разложение сейсмического воздействия на собственные колебания? да потому что собственные формы колебаний - ортогональны. очень удобный естественный базис получаем.
но для меня загадка, почему суммирование усилий должно выполняться по правилу SRSS или CQC. рассмотрим разложение некоего колебания в ряд Фурье (например), но при этом аппроксимация имеет вид алгебарической суммы. почему тогда вынужденные сейсмические колебания, разложеные по базису собственных колбеаний, должны суммироваться по SRSS или CQC?

[novinkov]

to Forest_Gump:
Так ведь максимумы внутренних усилий (напряжений) при колебаниях по разным собственным формам достигаются в разные моменты времени (по первой собственной форме - в момент времени t1, по второй собственной форме в момент времени t2 и т.д.). Т.е. в тот момент, когда изгибающий момент при колебаниях по первой собственной форме достигает максимума, изгибающий момент по второй форме еще имеет некоторое промежуточное (немаксимальное) значение. А алгебраическое суммирование откликов (в частности, напряжений) предполагает, что максимумы внутренних усилий (и напряжений от них) действуют в один и тот же момент времени. Квадратичное суммирование учитывает эту "разновременность" и дает "наиболее вероятное значение результирующего отклика при условии нормального распределения отдельных модальных откликов". Полная квадратичная комбинация как раз и учитывает коррелированность (взаимозависимость) собственных форм при кратных или близких к кратным собственным частотам. В этом случае и учитывается, что при наличии кратных частот максимумы внутренних усилий или напряжений для этих частот могут достигаться одновременно. В кахазском СНиПе правило CQC заложено в Приложении 7. Помимо SRSS и CQC существуют и другие правила комбинирования модальных откликов. Никто не говорит, что правило простого, алгебраического, суммирования неверно. Речь идет о его консервативности, т.е. результирующая реакция при таком подходе получается завышенной (если точнее, необоснованно завышенной)

[Vlamos]

Продолжу не совсем в тему,но в этом топике больше конкретного..
Хотелось бы проверить достоверность методов расчетов на сейсмостойкость так сказать "на натуре". А именно - на конкретных примерах разрушений и неразрушений зданий запроектированных по сейсмическим нормам. Т.е пересчитать расчетную схему здания (или сооружения ,например,эстакады) ,которое было повреждено - и известно-как- по разным методам - обычным спектральным, по акселерограмме, прямым динамическим расчетом и др. , и понять -какой метод дал более достоверные результаты.
Нужны только исходные данные по конструкции и землетрясению..

[СергейД]

готов поучаствовать в тестировании.
но
вряд ли информация о экспериментах и тем более реальных событиях будет достаточной.
но ЕСли у кого есть инфа-было бы интересно ознакомиться. сам искал- не нашел.
Из известных мне наиболее подробно описан эксперимент с 3_эт рамой 1:4 в Турции. + они Считали нелинейно ansys (но там не все размеры и данные указаны и акс-ма не оцифрована- только картинка).
НЕ самим же землетрясение устраивать.. (хотя возможно кто-то из форумчан эксперимент и проводил).

поэтому, как вариант:
Делаю расчет на некую акселерограмму 8 баллов (под неким направлением) в ANSYS и ls-dyna. (линейный и, позже, физнелинейный).
например, Г-образное протяженное в плане 3эт-здание с учетом грунта (например, сверху более слабый).
Лучше всего взять здание из какой-либо методички или пособия по сейсмическому проектированию.

Пусть это будет эталоном (аналог натурных замеров).

если это принципиально устраивает, готов сделать модель и вывесить в текстовых форматах ansys,лиры=скада, микрофе и робота.
Все желающие посчитают эту же модель в своих пакетах линейно-спектрально или акселерограммами (выбрав их сами или взяв мою).с грунтом или без.

Интересно, есть ли у кого акс-ма для Спитака?

[Vlamos]

Меня устраивает,правда больше реплик что-то нет..я могу по нормам на СКАДе и МикроФе..+ еще одним методом..правда,я предлагал иное - для поврежденного реальным землетрясением здания или сооружения с данными по конструктивным решениям (сечениям,армировании ,геологии и др) провести расчеты и сравнить результаты ...
т.е. основная задача - найти эти данные
Спитак,Газли - буду искать (по второму наверное легче будет),может зарубежные данные легче будет найти?
Спитака нет,а у Вас Газли оцифрованных нет?

[-=Xaoc=-]

Направление сейсмической нагрузки непредсказуемо.

В наших нормах где-то есть пункт обязывающий проектировщика прикладывать нагрузки так, чтобы обеспечить наихудшую расчетную ситуацию. И тут могут быть только самые общие рекомендации и то для простых случаев.

СНиП II-7-81* СТРОИТЕЛЬСТВО В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

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.

[СергейД]

спитак могут найти, но х-ки зданий, грунт!, рельеф и прочие тонкости...
+объем задачи (это докторская минимум).
можем долго-долго ждать-искать.
поэтому и предложил вышесказанное.
даже на консольном стержне будут вопросы...

[Vlamos]

ну почему докторская..если только по поиску информации
кажется,видел я ,правда давно,по эстакаде кажется в калифорнии фото с повреждениями и сечения с армированием..именно в этом объеме информацию и нужно..записи инструментальные хорошо,но необязательно,основной метод -то у нас без них..

[st2008]

СергейД
Поддерживаю вашу идею! Для начала хотя бы просто сравнить программные коплексы! А протестировать, на основе уже исследованных объектах, вряд ли получится!

[[email protected]]

Теория точна если практикой проверить (вот откуда все коэффициенты) Расчет колонны под 40 градусов с огурцом U1,U2,U3,U4 это хорошо, но рухнет или нет зависит от людей в касках а они сейчас редко их одевают.

[st2008]

Немного информации о Спитаки и Газли!
При двух мощных землетрясениях 1976 г. в Газли и 1988 г. Спитаке были получены всего по одной акселерограмме. Во время трагического Спитакского землетрясения 1988 г.с магнитудой М=7.0, всего была получена одна акселерограмма на расстоянии около 30 км от эпицентра.

Господа! Не парьтесь, считайте по СНиП раздельно в двух направлениях. Всё равно все расчеты на сейсмику - пальцем в небо. Посмотрите, например, Американские нормы.
Ну а если кому интересно считать по акселерограммам, на сайте www.isesd.hi.is можете найти кучу акселерограмм на любой вкус.
Только учтите, что каждая акселерограмма имеет три компоненты по трем декартовым осям. При этом все три компоненты примерно одинаковы и корреляция между ними практически нулевая.

[Юрий]

Сообщение от bahil Всё равно все расчеты на сейсмику - пальцем в небо

Коллеги! Обратите внимание на то, что в Японии наименьший процент разрушений зданий при одинаковых по мощности землетрясениях в других странах, где считают на сейсмику по указанному выше принципу - пальцем в небо. Видимо, многие забыли основополагающие принципы проектирования в сейсмических районах, заложенные еще Корчинским И.Л. в 70-х годах прошлого столетия, что наиболее достоверно отражающие реальное воздействие сейсмики расчеты - это хорошо, но не менее важно правильное конструирование элементов и узлов, поскольку на возможные двух- трехкратные перегрузки во время землетрясения проектировать никто не будет, а судя по реальным акселлерограммам эти перегрузки неизбежны при землетрясениях.

Сообщение от bahil Господа! Не парьтесь, считайте по СНиП раздельно в двух направлениях

Совет хороший, а как быть с требованием СНиП по сейсмике о том, что в расчете зданий и сооружений следует учитывать знакопеременный характер горизонтальных и вертикальных сейсмических нагрузок, принимая их направления наиболее невыгодными для напряженно-деформированного состояния рассматриваемого элемента. Приложите к каркасу здания с колоннами квадратного сечения нагрузку под углами 15, 30, 45, 0 и 90 градусов и Вы увидите, что в колоннах появятся усилия Мх и Му, действующие одновременно, только при сейсмиках действующих под углами 15, 30 и 45 градусов к главным осям сооружения, ну а дальше при проверке прочности сечения, например, стальной колонны надо считать по формуле 50 СНиП II-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования" и не надо ничего выдумывать. Как говорят опытные проектировщики "Соблюдай СНиП и тебе не страшен никакой разум" и ни одна экспертиза не прикопается. Удачи всем!

[[email protected]]

Сообщение от Юрий расчеты - это хорошо, но не менее важно правильное конструирование элементов и узлов

Еще надо проверить как это в реале выполнили )))

[Юрий]

Сообщение от [email protected] Еще надо проверить как это в реале выполнили )))

Зайдите на сайт WWW.PSK-almaty.kz раздел "Наши достижения" может что-нибудь и найдете для себя.

[Baires]

Землетрясение 8,8 баллов в Чили.

Красивая страна, даже после землетрясения всё смотрится на удивление цивилизированно...

http://www.nytimes.com/slideshow/201...EQUAKE_12.html

Не понял в чем проблемма? Если очень хочется, то считайте в любом направлени. В каждом направлении будет момент*cos(a). На самом деле все очень просто, если соблюдать п. 2.4.
Кстати о японцах. У них несколько иной подход к проектированию сейсмостойких зданий. Если считать как и на эксплуатационные нагрузки, то и у нас ничего не разрушится. Наведайтесь в атомпроект.