[Ram]

Как учитывать гидродинамическое давление воды при расчете каркасного здания с бассейном на сейсмику? Учит кооф динамичности,как его принимать?

[novinkov]

НП-031-01 Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций. Прил. 5 Основные положения расчетов резервуаров с жидкостью.
[ATTACH]1189664148.rar[/ATTACH]
или
Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость, - СПб, Наука, 1998

[Ram]

Каким оброзом вводить m1 - кинематическая масса;и m2 - инерционная масса жидкости при расчете в прог комплексе Ing+; Если конструкция бассейна сложной формы? Достаточно ли учесть вес воды как длительнодействую нагрузку и потом перевести ее в динамическом расчете с коэф перевода в массы 0,8 с полным каркасом здания?
[ATTACH]1189667559.JPG[/ATTACH]

[novinkov]

Расчетные положения НП относятся только к емкостям кубической и цилиндрической формы. Если бассейн неправильной формы, то можно попытаться сделать двусторонние оценки нижней собственной частоты колебаний жидкости путем приведения ее к упомянутым простым формам. Если первая собственная частота жидкости будет много ниже первых частот собственных колебаний здания в целом и перекрытия (с бассейном) в отдельности, то можно не выделять конвективную составляющую массы, а все учесть присоединенной массой. Скорее всего, это возможно, т.к. первые собственные частоты жидкостей в небольших резервуарах < 1Гц.
Можно попытаться архитектурно вписать в сложную форму басейна волногасители любого вида (разделить бассейн на простые объемы), т.е. уменьшить долю конвективной массы, увеличив долю присоединенной.
Другие варианты я не предлагаю, т.к. они скорее праздно-исследовательского характера.

[Ram]

Т.е другими словами масса воды по сравнению с массой каркаса ничтожно мала и можно учитывать только гидростатическое давление на дно чаши и стенки бассейна в виде треугольной распред нагрузки воды. С коэф надежности по нагрузки 1,0 .Высота столба воды 1.8 м.

[novinkov]

Неправильный вывод.

Разделение массы жидкости на две составляющее позволяет учесть эффекты волнообразования (конвективная (кинематическая) масса). При волнообразовании увеличивается полное давление (гидростатическое + гидродинамическое) на одну из стенок емкости, или на ее часть. Соответственно увеличивается давление на часть днища. При большой высоте волны возможен гидроудар в крышку емкости.
В Вашем случае если первая собственная частота колебаний жидкости будет совпадать с собственными частотами колебаний поддерживающей конструкции, это будет способствовать поддержанию длительных, слабозатухающих колебаний объема жидкости на резонансной частоте поддерживающих конструкций. Другими словами на конструкцию на конструкцию может воздействовать гармоническая сила с частотой, соответствующей резонансной частоте поддерживающих конструкций.
Поэтому методически правильно разделить массу жидкости на две составляющих: присоединенную и конвективную; разместить их на соответствующих расстояниях от покрытия (например, через бесконечно жесткие вставки). Конвективную массу присоединить к перекрытию (к жестким вставкам) через упругие связи, присоединенную - непосредственно к жестким вставкам.
Если первая собственная частота колебаний жидкости много ниже собственных частот колебаний здания в целом или перекрытия в частности, то можно, наверное, всю массу считать присоединенной.
Т.е. массу жидкости нельзя считать принебрежимо малой, но она может учитываться как присоединенная, без конвективной составляющей. Как это реализуется в Ing+, я не знаю. Может в виде КЭ-массы, может в виде силы. Но на площади бассейна должна присутствовать дополнительная масса. С учетом неопределенностей, я бы отнес ее к постоянной нагрузке
На всякий случай - пример определения собственных частот колебаний жидкости:
[ATTACH]1189746946.JPG[/ATTACH]

[Ram]

Спасибо за содержательное поеснение! Кое-что уже стало проясняться.
Ing+ это расчет комплекс индетичный Microfe в котором можно учитывать слоистое основание. Все воздействия можно задать в виде какойто распределенной силы на дно и стенки бассейна. Это будет статическая (гидростатическая присоединенная масса воды) нагрузка. Вопрос как задать конвективную состовляющюю?
Может необходимо сделать отдельный расчет чаши бассейна закрепить ее необ жесткими связями. Приложить гидростатические нагрузки воды)Сделать динамический(сейсмический) расчет) И данные реации полученные от сейсмич воздействий приложить как в статические в общем расчете ?

[novinkov]

Для расчета поддерживающих конструкций достаточно привязать массу жидкости на вычисленных расстояниях от перекрытия (h1 и h2, табл. П5.1). Если будете разделять массу на две составляющих, то жесткость упругих связей (k, форм. 5.2) для кинематической массы также вычисляется по Приложению 5. Сами значения кинематической и инерционной масс также вычисляются по табл. П.5.1. Детально моделировать бассейн нет необходимости.
Повторюсь - я не знаю библиотеку КЭ и принципы моделирования масс в Ing+. Но примерный алгоритм действий следующий:
1. Создать по площади бассейна узлы на расстояниях h1 и h2 от перекрытия. Вертикальные проекции этих узлов должны быть совмещены с сответствующими узлами бассейна (конфигурация бассейна может быть упрощена до совмещения с сеткой КЭ перекрытия)
2. Связать эти узлы с соответствующими узлами перекрытия по вертикали уравнениями связи. Присоединенную массу также связать с нижележащими узлами перекрытия уравнениями связи в горизонтальной плоскости, а кинематическую массу связать с нижележащими узлами через упругие связи (пружины). Тип элемента выберите сами - он должен давать реакцию только в направлении осей X или Y. Вычисленные по Прил.5 жесткости распределить между всеми пружинами.
3. На вновь созданных узлах создать конечные элементы типа "масса". Или смоделировать массы иным способом в соответствии с документацией к программе. Вычисленные по Прил. 5 конвективную и присоединенную массы распределить между узлами.
4. Выполнить расчет на сейсмическое воздействие (обычный спектральный подход). Результатом будет реакция здания с учетом гидродинамического давления воды. Статический вес воды должен быть учтен отдельно в загружении от постоянной или длительной нагрузки. Результат суммировать.

Если необходим расчет самого бассейна и его крепления, то он моделируется более детально (пластины или т.п) с учетом п.2.13 СНиП II-7-81*. Но процедура разложения массы воды на две составляющих принципиально не меняется. И также результат динамического расчета суммируется со статическим.

Наверное, вот так. Вроде все сказал. Могу только что-то уточнить, но принципиально добавить мне нечего. Может, кто-нибудь добавит/поправит..

[Ram]

Впринципе все хорошо и довольно правельно изложен ход мысли)
ТОлько остается вопрос как упростить соединение масс в горизонтальной плоскости (т.е к соседним стенкам бассейна) и вертикальным ч/з пружины. достаточно ли будет выделить для каждого цилиндра и параллепипеда одну общюю массу? и присоединить ее в произвольной точке плиты и стенки? И в виде какого загружения задавать в статический расчет присоединенную и кинематическую массу.Ведь простыми словами это нагрузка тоько другого характера. У меня уже возникает мысль задать кооэф надежности 3 по нагрузке и вид знакопеременный и не думать,запас прочности будет горантирован.Но потом ведь придется все ровно все обосновыватьрасчетами?
У кого есть соображения на этот счет?

[Игорь В]

Ну что получилось посчитать и защитить?
Сейчас передомной задача посчитать открытый бассейн в сейсмике. Вот изучаю литературу. Буду благодарен если поделитесь опытом.

[HomeArtCat]

Доброго времени суток!
Подскажите как распределяеться нагрузки на опорах горизонтального резервуара с жидкостью в поперечном сечеии?

[Португалец]

Всем добрый! Тоже возникла необходимость обратиться к "НП-031-01 Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций. Прил. 5 Основные положения расчетов резервуаров с жидкостью". Там в формулах табл. П.5.1 присутствуют обозначения, которых нет описаниях.
Что такое:
t - ?
c - ?
s - ?
Кто ни будь пользовался, считал?

[andsan]

ch, th- это гиперболические функции

[Португалец]

а, в смысле гиперболические косинус, синус, тангенс? "h" - это уже не уровень жидкости? Тогда понятно, спасибо!