Parametry analizy sejsmicznej (norma USA ASCE 7-22)

Parametry uproszczonej analizy sejsmicznej z wykorzystaniem metody zastępczej siły poziomej zależą od normy sejsmicznej oraz metody definiowania wartości okresów podstawowych wybranych w oknie dialogowym Analiza sejsmiczna.

Dostęp

Kliknij opcje Narzędzia Preferencje zadania Normy projektowe.
Przejdź do sekcji Obciążenia, a następnie wybierz pozycję ASCE 7-22 z menu Obciążenia sejsmiczne.
Kliknij opcje AnalizaTypy analizy.
Zostanie otwarte okno dialogowe Typy analizy.
Kliknij przycisk Nowy.
Zostanie otwarte okno dialogowe Definicja nowego przypadku.
Wybierz opcję Sejsmiczna (metoda zastępczej siły poziomej), a następnie kliknij przycisk OK.
Zostanie otwarte okno dialogowe Analiza sejsmiczna.
Kliknij opcję Parametry analizy sejsmicznej.
Po kliknięciu przycisku zostanie otwarte okno dialogowe Parametry.

Elementy okna dialogowego

Okres podstawowy (Ta)

Obliczenia okresu podstawowego (Ta) zależą od metody wybranej w oknie dialogowym Analiza sejsmiczna.

Metoda przybliżona
Okres podstawowy Ta oblicza się za pomocą równania 12.8-8 podanego w normie ASCE 7-22:

T_a = C_t * h_n ^x

gdzie:

C_t — współczynnik okresu budynku w zależności od używanego typu sejsmicznego układu nośnego (ASCE 7-22, tabela 12.8-2)

x = wykładnik formuły okresu budynku zależny od używanego typu sejsmicznego układu nośnego (tabela 12.8-2)

h — wysokość konstrukcyjna (m) zgodnie z definicją w sekcji 11.2
Zdefiniowany przez użytkownika
Wartości okresu podstawowego Ta w tabelach są wprowadzane ręcznie przez użytkownika w każdym z kierunków X i Y.
Metoda dokładna
W przypadku tej metody tworzony jest przypadek analizy modalnej. Okres podstawowy jest obliczany dla obu kierunków X i Y.
Okres podstawowy Ta jest obliczany za pomocą metody przybliżonej, a współczynnik odpowiedzi sejsmicznej Cs jest obliczany za pomocą jednej z dwóch dostępnych metod zdefiniowanych w sekcji 12.8.1.1 normy ASCE 7-22, które można wybrać w oknie dialogowym.

Okres maksymalny obliczany jest według wzoru:

T_max = Cu * Ta,

gdzie:

Cu — Współczynnik limitu górnego (Tabela 12.8-1),

T_a — okres przybliżony

Współczynnik odpowiedzi sejsmicznej Cs jest obliczany za pomocą jednej z dwóch dostępnych metod zdefiniowanych w sekcji 12.8.1.1 normy ASCE 7-22.

Parametry normowe

Aby przeprowadzić analizę sejsmiczną według zasad podanych w tej normie, należy zdefiniować następujące parametry:

Kategoria ryzyka
(I, II, III, IV) — na podstawie użytkowania przestrzeni budynków i konstrukcji, klasyfikacja zgodnie z tabelą 1.5-1
I_e — współczynnik ważności sejsmicznej oparty na kategorii ryzyka, zgodnie z tabelą 1.5-2
Spektrum
Dostępne są cztery spektra do wyboru. Dwa z nich — wielookresowe spektrum wymiarujące i wielookresowe spektrum MCER — wymagają zdefiniowania spektrum w nowym oknie dialogowym, do którego można uzyskać dostęp, klikając znajdujący się obok odpowiedniej pozycji przycisk „Definiuj spektrum”.

Można uzyskać dostęp do oficjalnej witryny ASCE 7, ASCE 7 HAZARD TOOL, klikając przycisk „Otwórz witrynę: ASCE 7 HAZARD TOOL”. Na tej stronie można uzyskać wartości wymagane do zdefiniowania spektrum i wartości współczynników na podstawie danych bazowych, takich jak położenie, kategoria ryzyka i klasa gruntu terenu. Aby przenieść wartości z tabeli definicji spektrum na stronie internetowej do tabeli definicji w programie Robot Structural Analysis, można użyć operacji skopiowania i wklejenia.
Klasa gruntu terenu
(A, B, BC, C, CD, D, DE lub E) na podstawie właściwości gruntu terenu sklasyfikowanych zgodnie z rozdziałem 20 normy ASCE 7-22.
Przyspieszenia odpowiedzi spektralnej
zgodnie z sekcją 11.4 normy ASCE 7-22 oraz rozdziałem 22 normy ASCE 7-22:
- S₁ — parametr przyspieszenia dla okresu 1 sekundy.
- S_s — parametr przyspieszenia dla krótkiego okresu.
- S_MS — to parametr przyspieszonej odpowiedzi spektralnej maksymalnego rozważanego trzęsienia ziemi dostosowany pod kątem terenu dla krótkich okresów.
- S_M1 — to parametr przyspieszonej odpowiedzi spektralnej maksymalnego rozważanego trzęsienia ziemi dostosowany pod kątem terenu dla okresu 1 s.
T_L — długotrwały okres przejściowy określany zgodnie z rozdziałem 22 normy ASCE 7-22. Wartości tych parametrów można uzyskać z witryny https://asce7hazardtool.online/ na podstawie położenia, kategorii ryzyka i klasy gruntu terenu.
R — współczynnik modyfikacji odpowiedzi, określony w tabelach 12.2-1 normy ASCE 7-22, wyznaczany na podstawie sejsmicznego układu nośnego konstrukcji i materiału.

Ścinanie bazowe

Wreszcie bazowa siła ścinająca w odpowiednim kierunku jest obliczana według formuły z sekcji 12.8 normy sejsmicznej ASCE 7-22:

V = Cs *W

W tym przypadku Cs to współczynnik odpowiedzi sejsmicznej obliczony zgodnie z sekcją 12.8.1.1 normy ASCE 7-22, na podstawie wybranego typu spektrum i okresu podstawowego Ta,

a W to efektywny ciężar sejsmiczny konstrukcji. Efektywny ciężar sejsmiczny każdej kondygnacji jest obliczany na podstawie ciężaru własnego elementów konstrukcyjnych oraz mas dodanych i obciążeń przekształconych w masy.

Pozioma siła sejsmiczna rozłożona na poszczególne poziomy jest wyznaczana w następujący sposób:

F_x = V * w_x * h^k _x / (Σ w_i * h^k_i) (zast. 12.8-11 oraz 12.8-12)

gdzie:

w_i i w_x — część całkowitego efektywnego ciężaru sejsmicznego konstrukcji (W) zlokalizowana lub przypisana do poziomu i lub x

h — wysokość od poziomu podstawy do właściwego poziomu kondygnacji

V — całkowita projektowana siła pozioma lub ścinanie u podstawy konstrukcji (kN)

k — wykładnik zależny od wartości okresu:

Okres	k
<0,5 s	1
0,5 — 2,5 s	Interpolacja liniowa
> 2,5 s	2

Pomiń gęstość

Wyklucza gęstość elementu konstrukcji (ρ=0) podczas szacowania efektywnego ciężaru sejsmicznego przyłożonego do kondygnacji modelu konstrukcyjnego podczas analizy.

W tym przypadku należy zastosować masy dodane lub przekształcenie obciążeń w masy, zgodnie z definicją w oknie dialogowym Typy obciążeń na karcie Konwersja obciążeń na masy.

Wszystkie parametry wejściowe i rozkład bazowej siły ścinającej można sprawdzić w notkach obliczeniowych (wybierz opcje Analiza > Notki obliczeniowe > Uproszczona/Notka pełna)