Menu

sens.11 - Dynamica: aardbeving, harmonische belasting, tijd-historie

sens.11

Belangrijkste kenmerken

De frequentie en de demping van de harmonische belasting kunnen worden gedefinieerd.
De reactie van een structuur op een harmonische of seismische belasting en de directe tijdsintegratie kunnen worden berekend.
De berekening van seismische belasting wordt onder andere gebruikt voor het simuleren van aardbevingen; de spectra van de EC 8, DIN 4149 (Duitse standaard), SIA 261 (Zwitserse standaard) en de Turkse standaard zijn standaard beschikbaar en kunnen worden uitgebreid.
De modale participatiefactoren worden aangeduid. Voor beide analyses kunnen de resultaten worden gecombineerd met de resultaten van een statische berekening.

 

Seismic  harmonic load  time-history analysis Harmonische berekening

  • U kunt de belastingsfrequenties en algemene demping (logaritmische afname) invoeren voor elk belastingsgeval.
  • Er kan meer dan één harmonische belastingscasus worden ingevoerd, elk met een andere frequentiewaarde.
  • Resultaten van modale analyse zijn beschikbaar: eigenfrequenties, massaparticipatiefactoren en eigenmodusvormen.
  • Dezelfde menu's als die van statische belastingsgevallen zijn beschikbaar om numerieke of grafische resultaten weer te geven: verplaatsingen, interne krachten en reacties.

Seismische berekening

  • Spectra van de EC 8 en nationale codes: Oostenrijk, Tsjechische Republiek, Frankrijk, Duitsland, India, Italië, Slowakije, Roemenië, Zwitserland en de V.S. zijn standaard beschikbaar.
  • De Nederlandse standaard NPR 9998 is ook opgenomen.
  • U kunt extra spectrum definiëren via een tabel (kopiëren/plakken vanuit Excel is ook mogelijk).
  • Type modale superpositie: SRSS- of CQC-methode kan worden geselecteerd.
  • Bij gebouwen kan rekening worden gehouden met buitengewone excentriciteit of torsie.
  • Automatisch genereren van seismische combinaties van Newmark.
  • Resultaten van modale analyse zijn beschikbaar: eigenfrequenties, massaparticipatiefactoren en eigenmodusvormen.
  • Dezelfde menu's als die van statische belastingscasussen zijn beschikbaar om numerieke of grafische resultaten weer te geven: verplaatsingen, versnellingen, interne krachten en reacties.

Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis

Directe tijdsintegratie

  • Dit kan worden gebruikt voor verschillende doeleinden, zoals harmonische belastingen, explosies, enzovoort.
  • U moet een dynamische functie invoeren die de frequentie vertegenwoordigt als een functie van de tijd.

Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis

Vortexafstoot: Von Karman-vibratieanalyse

De trilling in dwarsrichting door wind van cilindrische structuren die gemodelleerd zijn als 1D-elementen kan worden onderzocht.

  • Vortexafstoot als speciaal geval van harmonische belasting.
  • Geïmplementeerd volgens de Tsjechische belastingsstandaard.
  • Er wordt alleen rekening gehouden met het effect als de kritieke windsnelheid wordt berekend.
  • De lengte van de structuur waar het Von Karman-effect kan optreden, kan worden opgegeven.
  • Voor elk geometrisch knooppunt van de structuur kan een lengte van een cilinder ten opzichte van het knooppunt worden bepaald.
  • Het effect kan echter optreden over de hele lengte van de structuur. Als op het oppervlak van bijvoorbeeld een schoorsteen obstakels zijn, kunnen dergelijke obstakels de vorming van vortices belemmeren en daarmee ook het Von Karman-effect reduceren.

Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis

Equivalente laterale krachten

Seismische analyse van equivalente laterale krachten (ELK) is de bekendste methode voor de seismische analyse van gebouwen. Deze methode is vrij conservatief maar eenvoudig en daarom populair bij toepassingen voor seismisch ontwerp.

  • De ELK-methode is een statische analysemethode.
  • Er hoeven slechts enkele gegevens met betrekking tot dynamische analyse te worden ingevoerd: massa's en minimaal één combinatie van massagroepen.
  • De berekening is gebaseerd op de verdeling van massa's binnen de structuur.
  • De berekening van verdiepingskrachten is gebaseerd op de definitie van verdiepingen en op het gereduceerde systeem (dat daarom moet worden gedefinieerd).

Berekening van de equivalente laterale krachten

  • U kunt kiezen welke methode voor de berekening van equivalente laterale krachten wordt gebruikt.
  • De beschikbare methoden voldoen aan de Europese en Amerikaanse normen (EN 1998 en ASCE 7-10).
  • Na een modale analyse wordt de berekening van de ELK op de achtergrond uitgevoerd.
  • De berekende equivalente laterale krachten worden als één geconcentreerde kracht op het massamiddelpunt van elke verdieping toegepast.

Mogelijkheid om te kiezen hoe de versnelling in het gebouw wordt verdeeld:

  • Lineaire verdeling van versnellingen (EN 1998-1 artikel 4.3.3.2.3 verg. (4.11) )
  • Polynomiale verdeling van versnellingen (ASCE 7-10 12.8.3)
  • Verdeling van versnellingen uit eigenvorm (EN 1998-1 artikel 4.3.3.2.3 verg. (4.10) )

Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis

Toepassing van de verdiepingskrachten op het model

  • De berekende verdiepingskrachten worden op de constructie toegepast door gebruik te maken van het gereduceerde systeem.
  • Dankzij de transformatiematrices van de IRS-methode kunnen de geconcentreerde verdiepingskrachten zodanig worden ‘uitgesmeerd’ dat de resultante van elke verdiepingskracht op het massamiddelpunt van de bijbehorende verdieping wordt toegepast. Hierdoor hoeven er voor de toepassing van verdiepingskrachten geen scheidingswanden te worden gedefinieerd.
  • De belastingen worden echter toegepast door ze te verdelen over de hele verdieping, zodat de numerieke singulariteiten worden voorkomen die kunnen optreden bij de traditionele toepassing van puntlasten.

Resultaten

Alle standaard uitgevoerde resultaten kunnen zonder beperking in SCIA Engineer worden gebruikt. Bij statische belasting (zoals in dit geval) zijn er bovendien geen problemen met tekenverlies vanwege de modale superpositie.

Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis Seismic  harmonic load  time-history analysis

Beknopte vergelijking van ELK en de responsspectrummethode

Equivalente laterale krachten

Voordelen

  • eenvoudig te gebruiken, intuïtief
  • statische analyse, met daarmee de volgende voordelen:
  • eenvoudig te controleren resultaten
  • bijkomende resultaten en resultaten zonder tekenverlies

 

Nadelen

  • beperkt tot normale gebouwen (aanvaardingscriteria gedefinieerd in de ontwerpnormen)
  • er wordt alleen rekening gehouden met de fundamentele modus
  • conservatief (in toepasselijke gevallen)

Responsspectrummethode (modale superpositie)

Voordelen

  • toepasbaar op alle typen gebouwen (waaronder onregelmatige gebouwen)
  • er wordt rekening gehouden met meerdere modi
  • realistischer en minder conservatief dan ELK

Nadelen

  • vereist kennis van modale analyse
  • alleen elastische lineaire berekening (2de orde mogelijk)

Included in Edition: 
Professional
Expert
Ultimate