Вятър по ННВСС

Колеги, пак за вятъра – По българските Норми от 2004 г.

Имам едноетажна стоманена рамка на хале с Н= 12м. Ограждането е с панели ПУР.
Искам да проверя колоната дали ще получи вибрации от пулсациите на вятъра ?
Единственото според мен, което води натам е чл. 98 от Наредбата. ?
За моята рамка Т1=0,6s ------ следователно f1=1,7 Hz > fL=1,2 Hz (III район) .
Но какво значи гранична честота fL, над която не се отчитат инерционните сили ?
Инерционните сили – биха увеличили усилията и преместванията в колоната !
В случая, щом няма да отчитаме инерционните сили :
Значи ли това, че няма да се усещат трептения в колоната от работниците в цеха ?


Чл. 98. (1) Граничната стойност на честотата на собствените трептения на сградата или съоръжението fL;, за и над която могат да не се отчитат възникващите при трептенията по съответната собствена форма инерционни сили, се определя съгласно табл. 11.

Таблица 11
Гранична стойност на честотата на собствените трептения fL
Район по натоварване от вятър Честота fL (Нz)

при b = 0,30 при b = 0,15
I 0,95 2,90
II 1,10 3,40
III 1,20 3,80
IV 1,40 4,30
V 1,60 5,00

Пулсациите на вятъра имат определена честота. Ако сградата ти е с достатъчно по-висока честоа спрямо тях няма да се увеличат премествания. Все едно бягаш от резонасна при фундамент под машина.

Theory is practical

Аз теория на вятъра не съм учил
Затова питам правилно ли тълкувам члена на нормата ?

Малко философски разсъждения за живота на конструкциите
Това което докторите - инженери не казват на пациентите /обществото/. - под страх от паника.
Така както и докторите - хуманисти не казват всичко за болестите на пациентите.
Най много да стигнат до - благоприятна прогноза / неблагоприятна прогноза
Дали съм прав - кажете вие ?

Проблема при трептенията на конструкцията има 2 аспекта /особено стоманена/ !
- Физиологичен ефект /човек/ и Конструктивен ефект /якост, устойчивост/.
Трептения се получават от напречни товари върху елементите - колони и греди.
Такива товари са от вятър, земетръс или машини.

1. Физиологичен ефект - влияние върху човека, субективно усещане на нервната система.
Може да не е опасно трептенето за конструкцията, но се Нормира по Охрана на труда. /в БГ норми не, в руски норми ДА, за еврокода - незнам/
Имам такъв пример - Машина без виброизолация върху гредоскара.
Стъпиш ли върху пода се усещат трептения - и то на доста голямо разстояние от машината.
В дългосрочен аспект незнам какво ще е влиянието върху конструкцията.
Сещам се за проверка на умора на материала - брой цикли на натоварване над 100 000 по НПСК.
Такъв брой цикли на натоварване могат да се наберат за много кратко време спрямо експлоатационния срок на конструкцията.
Пример : машина с 20 оборота в минута - 100 000 : 20 = 5000 минути, или след 100 часа работа !
Затова - винаги виброизолация на машини върху конструкция !

2. Конструктивен ефект - опасен за конструкцията, свързан с гранично състояние - разрушаване.
Най опасно състояние е резонанс, при което принудената честота /от вятър, земетръс, машина/ е близка до собствената честота на трептене на констукцията.
Тук цитирам Строителна механика /Карамански, Техника 1988г., раздел Динамика стр.472/ - относно земетръса :
- Периодите на сеизмични въздействия при трептене на земната основа са от Т=0,1 секунди до Т=1,5 секунди.
/по статистистически данни на реални земетресения/
- ЗА НЕЩАСТИЕ в тези граници се намират и периодите на собствени трептения на много сгради и съоръжения.
- Край на цитата - препоръки няма в книгата, какво да прави ?
/Освен виброизолация на основите на сградите - засега фантастика, прилагана само за някои небостъргачи/

3. Общ принцип за избягване на резонанса -
Стр. динамика казва да има разлика на принудената честота спрямо собствената честота на конструкцията с мин. 25% .
За съжаление това практически не е възможно ! Пример моята рамка с Т1=0,6 s.
Такива са и много от рамките в практиката, и никой инженер не проверява резонанс при земетръс.
Както виждаме принудената честота на земната основа при земетръс е от Т=0,1 до 1,5 s.
Какво означава да осигурим Т1<0,1s на конструкцията ?
- Конструкцията става много корава, голям преразход на материал, свързан с пари икономически неизгодно /освен за Бил Гейтс/ !
Какво означава да осигурим Т1>1,5s на конструкцията ?
- Конструкцията става много мека, преместванията са големи извън Нормите, усилията са големи заради Р-делта ефект.
Значи при реални конструкции с Т1=0,6 s винаги сме в зоната на резонанса !
Остава само да се надяваме продължителността на земетръса да не е много голяма.
За да няма време собствената и принудената честота да се изравнят и да настъпи разрушение.
Колко трябва да е това време - Божа работа !!??

4. Капацитивно проектиране
Сещам се за този принцип на новото време - непонятен все още за мене !
Пример - отслабване на етажна греда в стоманена конструкция чрез изрязване на поясите на 2Т профил.
Цел - получаване на разрушение в гредата, а не в колоната при земетръс.
Очакван ефект - частично разрушение на сградата, но запазване на цялата сграда -
Евентуално по късно възстановяване на скъсана греда - докога, до следващото скъсване !?
Реален ефект - паднала подова конструкция, отново катастрофа /disaster на американски/, но с по малко жертви ?
Това ли е целта на това гениално откритие - да изберем по малкото зло ?

4. Капацитивно проектиране
Сещам се за този принцип на новото време - непонятен все още за мене !
Пример - отслабване на етажна греда в стоманена конструкция чрез изрязване на поясите на 2Т профил.
Цел - получаване на разрушение в гредата, а не в колоната при земетръс.
Очакван ефект - частично разрушение на сградата, но запазване на цялата сграда -
Евентуално по късно възстановяване на скъсана греда - докога, до следващото скъсване !?
Реален ефект - паднала подова конструкция, отново катастрофа /disaster на американски/, но с по малко жертви ?
Това ли е целта на това гениално откритие - да изберем по малкото зло ?

Явно наистина все още капацитивното проектиране е непонятно за теб...
Нали идеята е да имаш предвидим механизъм на пластифициране, без значителна загуба на носеща способност. Защо си мислиш че като пластифицира гредата близо до опората (където моментите от вертикални товари са малки) ще падне подовата конструкция. И мисля че не е проблем да се сменя греда или Х-връзка, при земетресение което я се случи, я не веднъж на 475 години.

Всеки нормален инженер ще се замисли:
Ако прережа поясите на гредите, дали
конструкцията ще стане по-устойчива на земетръс,
в сравнение на случая ако не ги прережа?
Аз лично не съм убеден.
Може би остарявам, което е предвидимо!...

ql^2/8

Как ше са малки моментите греда-колона, Баръмов - само 20 тм ?
И представи си, че имаш комбинирана стомано-стоманобетонна плоча над стоманените греди.
Какво греда ще сменяш ?
Или представи си че имаш скъпи машини по гредите на етажните площадки.
Или бункери с материал по 80 тона.
И паднат заедно с гредите, които си отрязал.
Освен това в отслабеното сечение имаме M, Q, N - сложно напрегнато състояние !
Освен това земетръса я се случи веднъж на 475 г., я не - а конструкцията ще умре след 50 г.
Защо да си режа клона на който седя ?

[линк]

А колега, ql2/8, какво мислиш по въпросите за земетръса по горе ? :
- Какво означава да осигурим Т1<0,1s на конструкцията ?
- Какво означава да осигурим Т1>1,5s на конструкцията ?

Никъде не е казано, че трябва да постигнем тези стойности на
периода на първата форма. При високите сгради или
конструкцията, която ти показваш, сигурно T1 е по-голям от 1,5 s.
Нито почвата, нито сградата е идеално еластична система, затова
за резонанс е трудно да се говори. Най-просто казано,
честотите в "неприятната зона", за която говориш получават
по-голям множител от спектралната крива, която отчита и почвата,
и конструкцията, и интензитета на земетресението.

ql^2/8

Не е баш все едно.

Пример - отслабване на етажна греда в стоманена конструкция чрез изрязване на поясите на 2Т профил.
Цел - получаване на разрушение в гредата, а не в колоната при земетръс.

Това пък къде го четеш?

що

Напиши "dog bones column beam" в google.

Това е Брейй!
Явно и аз остарявам, което е предвидимо.

Тенденцията както аз я виждам е да се елиминира човешкия труд, а не да се пести материал, мисля че някой във форума го спомена, не съм сигурна.

Към ql2v8:

Няма да стане по-устойчива спрямо основните товари, точно обратното ще отслабне, но както пише в мотото на една чудесна книга на Priestley "strength is essential, but otherwise unimportant". Цялата философия е да построим конструкция със сечения максимално близки до тези, които се получават за основните комбинации (постоянни, полезни, климатични товари). Никой не ни пречи да проектираме конструкцията еластично (като атомна централа, q=1), но за повечето сгради това означава сериозен преразход. Освен това въпреки че приемаме еластично поведение, можем да имаме повреди заради голямата несигурност в сеизмичното въздействие: средно ag=0.23g има едно 20-30% коефициент на вариация, така че спокойно може да очакваш реализации между 0.15g и 0.35g.

Като прережем поясите на гредите, и оразмерим капацитивно ще сме сигурни, че там ще:
- ще се концентрират повреди в елементи с потенциално дуктилно разрушение (отслабили сме нарочно)
- подовата конструкция няма да падне, както някой колега предположи (специално сме преоразмерили за срязване)
- цялата сграда няма да падне (дуктилните елементи ще запазят значителни остатъчна коравина и якост, защото повредите са концентрирани)
- ще имаме достатъчна дуктилност по завъртане, а от там и по преместване (детайлирали сме специално затова)
- можем да си позволим ремонт, ако се налага и детайлите позволяват (например слабото парче е хванато с два фланеца към основната греда и колоната, и няма дюбели за плочата отгоре).

В сеизмичното инженерство както във всяко инженерство си си свършил работата, ако знаеш с добра увереност какво се очаква да се случи при неблагоприятно събитие. Единственото по-особено, е че входното събитие е с висока неопределеност.

Към ffloyd:

Резонанс при земетресения трудно може да има. Резонансът и биенето са състояния, които възникват при продължителни динамични въздействия с множество цикли. При земетресенията рядко имаш повече от 10-15 силни цикъла (и това е при магнитуди над 7). Получава се обаче значително усилване на сеизмичното въздействие, което е добре да се отчита. Добър пример за това е виадуктът в Кобе, разрушен при земетресението в Кобе, заради взаимодействие между почвата и конструкцията, и съвпадение на доминантните периоди на земетресението, почвата и сградата се получава въздействие 2-2,5 пъти по-високо от проектното. За съжаление стълбовете са били с ограничена дуктилност (проектиране е през 60-те) и са загубили коравина и якост, и са паднали.

Theory is practical

а за вятъра

И аз имам въпрос за вятъра. Съгласно чл.97 за строежи, които могат да се разглеждат като системи с една степен на свобода, при f1<fl, нормативната стойност на пулсационната компонента се смята по формула 7 [image][линк][/image].
По старите норми от 1989г. текстът е същия (само че е в чл.65), но формулата е с една буква по-дълга - формула 9 от снимката [image][линк][/image]. Излиза, че в новите норми отпада влиянието на пулсациите на ветровото налягане по височина.
Направих си труда да прегледам няколко хартиени издания на новите норми, няколко електронни варианта, също и държавния вестник (бр.92/2004г. + измененията и допълненията). В крайна сметка вярна ли е формулата в действащите норми и каква е логиката да не се отчита изменението по височина?

Интересно наблюдение, поздравления колега!
Не трябва да забравяме, че българските норми са копирани с леки промени от съветските. Вече по руско време съветските са актуализирани.

Съгласно руските норми (стари и нови) във формулата за f1<fl ги има и двата коефициента (зета и кси), за които казваш. Същевременно формулите за определяне на параметъра епсилон са различни между българските и руските норми, т.е. кашата е добре забъркана.

На въпросът ти могат да отговорят само преводачите от 2004 г. от БАН.

__________
Първо се запознай с Manual.
structures-steel-seismic.blogspot.com

какъв БАН - румен гуглев от НИСИ е майстора на нормите
лично съм го писал за новия сняг 2004г., дето го завишиха 2,5 пъти
няма ли да паднат старите покриви, за обследване за техн.паспорти и т.н.
на старите норми от 1990г. даже си пише НИСИ - некой си благоев
така че, имат сайт, секции и телефони - може да се пита

Всъщност това беше първата част на въпроса ми. Липсата на "зета" води до завишаване на пулсационната компонента за конструкции, попадащи в местности тип "В" и по-високи от 14-15 метра, така че в общия случай липсата на този коефициент е в полза на сигурността, но пък води до известно преоразмеряване. Ако попадаме в случая f1<fl, разбира се.
Втората част на въпроса ми се отнася за чл.220 от НПСК, който гласи, че "провисванията и преместванията на елементите и конструкциите се изчисляват за нормативни товари, без отчитане на отслабванията в напречните сечения от отворите за болтове и без включване на коефициент за динамичност". Коефициентите за динамичност от машини и оборудване са константи и са описани в наредбата, както и при кои проверки се отчитат. Обаче при натоварването от вятър коефициентът не съществува в самостоятелен вид, а е директно включен във формулите. Не мога да преценя как да разбирам неотчитането му ... това би означавало да променям формули, което не ми се струва редно. Нещо повече - при машини неотчитането би означавало коефициентът да е единица. Обаче при вятъра коефициентът се отчита от графика и е не-малък от около 1.2, това значи ли, че при отчитане на деформациите трябва да го приема с тази стойност? Или пък 1.0?
Към момента просто го отчитам с действителната му стойност. Както и за коефициетна за пулсация на налягането - работя със стария вид на формулата (от 1989), именно защото руските/съветските норми са оригиналът и не са променени, а нашите са превод. Обаче това, че грешката (ако наистина е грешка) я има навсякъде - Държавен вестник, разни онлайн издания, хартиените издания, това малко ме тревожи.

В съветските норми допустимите провисвания и премествания са показани в нормите за натоварване (изд. 1985, доп. 1987) . Там не става ясно дали вятърът се отчита и с динамичната компонента. Изискванията са доста по-различни от българските и ми е трудно да направя кратко сравнение.
Аз бих смятал преместванията на промишлените сгради (когато се налага да ги ограничавам) с включена и динамична компонента.

__________
Първо се запознай с Manual.
structures-steel-seismic.blogspot.com