Параметры сейсмического расчета (нормы США ASCE 7-22)

Параметры упрощенного сейсмического расчета по методу эквивалентной боковой силы зависят от сейсмических норм и метода определения значений основных периодов в диалоговом окне Сейсмический расчет.

Доступ

Выберите Инструменты Рабочие настройки Нормы проектирования.
Перейдите к разделу Нагрузки, а затем выберите ASCE 7-22 в меню Сейсмические нагрузки.
Выберите РасчетТипы расчета.
Откроется диалоговое окно «Типы расчета».
Нажмите Создать.
Откроется диалоговое окно «Описание нового нагружения».
Выберите Сейсмический (метод эквивалентной боковой силы), а затем нажмите кнопку ОК.
Откроется диалоговое окно «Сейсмический расчет».
Нажмите Параметры сейсмического расчета.
Откроется диалоговое окно «Параметры».

Элементы диалогового окна

Основной период (Ta)

Расчет основного периода (Ta) зависит от выбранного метода в диалоговом окне «Сейсмический расчет».

Приближенный метод
Основной период Та рассчитывается по формуле 12.8-8 норм ASCE 7-22:

T_a = C_t * h_n ^x

Где:

С_t — коэффициент периода сооружения в зависимости от типа используемой системы сопротивления сейсмической силе (ASCE 7-22, таблица 12.8-2);

x — экспонента формулы периода сооружения в зависимости от типа используемой системы сопротивления сейсмической силе (таблица 12.8-2);

h — высота несущей конструкции (м), как определено в разделе 11.2.
Произвольный
Значения основного периода Ta вводятся вручную пользователем в каждом направлении X и Y.
Точный метод
В этом методе создается вариант модального расчета. Основной период рассчитывается для направлений X и Y.
Основной период Ta рассчитывается по приблизительному методу, коэффициент сейсмического отклика Cs рассчитывается одним из двух доступных методов, как определено в разделе 12.8.1.1 норм ASCE 7-22, который можно выбрать в диалоговом окне.

Максимальный период рассчитывается по формуле:

T_max = Cu * Ta,

где:

Cu — верхний предельный коэффициент (таблица 12.8-1);

T_a — приблизительный период.

Коэффициент сейсмического отклика Cs рассчитывается одним из двух доступных методов, как определено в разделе 12.8.1.1 норм ASCE 7-22.

Параметры норм

Чтобы выполнить сейсмический расчет в соответствии с правилами, приведенными в нормах, необходимо определить следующие параметры:

Категория риска
(I, II, III, IV) на основе использования или вместимости зданий и конструкций, классифицированных в соответствии с таблицей 1.5-1
I_e — коэффициент сейсмической значимости, основанный на категории риска, как указано в таблице 1.5-2
Спектр
На выбор доступно четыре спектра. Два из них — «Многопериодный проектный спектр» и «Многопериодный спектр MCER» — требуют определения спектра в новом диалоговом окне, которое можно вызвать, нажав расположенную рядом кнопку «Опред. спектр».

Доступ к официальному веб-сайту ASCE 7 (ASCE 7 HAZARD TOOL) можно получить, нажав кнопку «Открыть сайт: ASCE 7 HAZARD TOOL». Эта страница позволяет получить значения, необходимые для определения спектра и значений коэффициентов на основе базовых данных, таких как местоположение, категория риска и класс грунта участка. Для переноса значений из таблицы определения спектра на веб-сайте в таблицу определения в Robot Structural Analysis используйте операцию копирования и вставки.
Класс грунта
(A, B, BC, C, CD, D, DE или E) определяется в зависимости от характеристик грунтов данной местности в соответствии с главой 20 норм ASCE 7-22.
Ускорение спектральной чувствительности
как указано в разделе 11.4 и в главе 22 норм ASCE 7-22:
- S₁ — параметр ускорения для 1-секундного периода;
- S_s — параметр ускорения для короткого периода;
- S_MS — скорректированный для участка параметр максимального ускорения спектрального отклика при землетрясении для коротких периодов;
- S_M1 — скорректированный для участка параметр максимального ускорения спектрального отклика при землетрясении для 1-секундного периода.
T_L — длинный переходный период, указанный в соответствии с главой 22 норм ASCE 7-22. Значение этого параметра можно получить на сайте https://asce7hazardtool.online/ на основе местоположения, категории риска и класса грунта участка.
R — коэффициент изменения отклика, как указано в таблицах 12.2-1 норм ASCE 7-22, определяемый системой сопротивления сейсмической силе и материалом конструкции.

Сдвиг основания

Наконец, поперечная сила в основании в интересующем направлении рассчитывается по формуле из раздела 12.8 сейсмических норм ASCE 7-22:

V = Cs *W

где Cs — коэффициент сейсмического отклика, рассчитанный согласно разделу 12.8.1.1 норм ASCE 7-22 на основе выбранного типа спектра и основного периода Ta;

W — эффективная сейсмическая нагрузка конструкции. Эффективная сейсмическая нагрузка для каждого этажа рассчитывается на основе собственного веса несущих элементов, а также добавленных масс и нагрузок, преобразованных в массы.

Боковая сейсмическая сила, распределенная на каждый уровень, определяется следующим образом:

F_x = V * w_x * h^k _x / (Σ w_i * h^k_i) (формулы 12.8-11 и 12.8-12)

Где:

w_i и w_x — часть общей эффективной сейсмической нагрузки конструкции (W), расположенной или назначенной уровню i или x;

h — высота от базового уровня до соответствующего уровня этажа;

V — общая проектная боковая сила или сдвиг в основании конструкции (кН);

k — переменная, зависящая от значения периода:

Период	k
< 0,5 с	1
0,5−2,5 с	Линейная интерполяция
> 2,5 с	2

Игнорировать плотность

Исключается плотность элемента конструкции (ρ = 0) при расчете эффективной сейсмической нагрузки, применяемой к этажам модели конструкции во время расчета.

В этом случае необходимо применить преобразование добавленных масс или нагрузок в массы, как указано в диалоговом окне «Типы нагрузок» на вкладке «Преобразование нагрузки в массу».

В пояснительных записках можно просмотреть все входные параметры и распределение поперечной силы в основании (выберите меню «Расчет» > «Пояснительная записка» > «Упрощенная пояснительная записка»/«Полная записка»).