Земетръс рамки

197 отговора 0 прегледа
#1

Земетръс рамки

Намерих тази публикация в интернет :

[линк]

ИЗСЛЕДВАНЕ НА ПОВЕДЕНИЕТО НА ЕДНОЕТАЖНИ СТОМАНЕНИ РАМКИ ПРИ СЕИЗМИЧНО ВЪЗДЕЙСТВИЕ, СЪГЛАСНО НАРЕДБА № РД-02-20-2 И БДС EN 1998-1

Любомир Здравков

1. Сграда с едноотворни и едноетажни рамки, намираща се в гр. Белово

а) Изследване чрез спектрален метод за анализ, съгласно Наредба № РД-02-20-2

R = 0,25 – коефициент на реагиране
Eластично хоризонтално преместване – 4,29 cm
Q = 182,756 kN – сумарна вертикална натискова сила в колоните;
F = 24,8 kN – сумарна срязваща сила в колоните;
R = 0,3214 – модифициран коефициент на реагиране

б) Изследване чрез спектрален метод за анализ, съгласно БДС EN 1998 - 1

Приет коефициент на поведение при земетръс q = 1,5, т.е. R = 0,67
Eластично хоризонтално преместване – 8,87 cm
Пластично хоризонталното преместване – 8,87.1,5 = 13,3cm
Q = 180,97 kN – сумарна вертикална натискова сила в колоните;
F = 52,23 kN – сумарна срязваща сила в колоните.

в) Изследване чрез статичен нелинеен метод за анализ (pushover analysis)

R = 1,00 – коефициент на реагиране
Eластично хоризонтално преместване – 13 cm

Пластична става при достигане на еластично преместване – Няма
Хоризонтално преместване за образуване на 1–ва пластична става – 23 см
F = 80 kN – сумарна срязваща сила в колоните; /еластично преместване/
F = 140 kN – сумарна срязваща сила в колоните; /пластична става/

Очевидно, за да се получи пластична става в рамката трябва да се реализира хоризонтално преместване 23 см, което да бъде многократно по-голямо от еластичното преместване 13 см при q = 1, т.е. R = 1,00.

С други думи, при земетръс в рамката няма да се образуват пластични стави, т.е. тя ще „работи” в еластичен стадий.

г) Изводи

От 2-та примера по - горе ясно се вижда, че реалният коефициент на реагиране R, при който „работят” пълностенните едноетажни рамки при земетръс, е много по - висок от предписания в нормативните документи Наредба № РД-02-20-2 [2] и БДС EN 1998-1:2005 [1].

И докато вторият стандарт допуска намаляване на стойностите на коефициента q, то в 1-ия стойността е „закована” на R = 0,25.

Необосновано ниските стойности на R в Наредба № РД-02-20-2 водят до следното:

- Резултантните разрезните усилия в елементите на рамката от земетръс са невярно ниски;

- Хоризонталните срязващи усилия в анкерните болтове, респективно във фундаментите, се получават неколкократно по - ниски от реалните.


Авторът би препоръчал при анализ на едноетажни стоманени рамки за сеизмично въздействие, стойността на коефициента на поведение да се ограничи до q < 2, т.е. R>0,5 R>0,67 колкото е при система „обърнато махало”, виж БДС EN 1998-1:2005 [1].


Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на ffloyd #2

Re: Земетръс рамки

а) Изследване чрез спектрален метод за анализ, съгласно Наредба № РД-02-20-2

Рамки с корави възли - R=0,25
Конструкции тип обърнато махало - R=0,5

Забележка (4) :
Едноетажни рамки с колони свързани в горния си край, не са обърнато махало, когато : N/A.Ryn<0,3

За рамката - N<0,3.А.Ryn , 18т. < 0,3. 166 см2 . 2,35 т/см2 . 1,1
Или N=18т. < 128 т. - рамката не е обърнато махало .

Дефиниция на системата “обърнато махало” :

Система, при която 50% или повече от масата е в горната третина от височината на конструкцията или при която, дисипацията на енергията се осъществява главно в основата на един конструктивен елемент.


Първа рамка - Долу става, горе запъване :
1.1. Сграда с едноотворни и едноетажни рамки, намираща се в гр. Белово

Втора рамка - Долу запъване, горе запъване :
1.2. Сграда с двуотворни едноетажни рамки, намираща се в гр. Каварна

Авторът би препоръчал при анализ на едноетажни стоманени рамки за сеизмично въздействие, стойността на коефициента на поведение да се ограничи до q < 2, т.е. R>0,5 R>0,67 колкото е при система „обърнато махало” .

Как мислите, откъде се налага такъв извод ?


Има и публикация по темата :

Защо сглобяемите стоманобетонни халета не са „обърнато махало“?
POSTED 10.03.2017 ВЕСЕЛИН ПЪРВАНОВ

[линк]


Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на ffloyd #3

Re: Земетръс рамки

За да се ползва по-малък коефициент на реагиране, респективно
по-висок коефициент на поведение се приема, че някъде се е появила
пластична става и се разсейва (дисипира) сеизмичната енергия.
Еврокод не допуска това да става в детайлите ригел-колона
или колона-фундамент, а също и в колоната. Излиза, че трябва да
докараме до пластифициране ригела, който има желание да се изметне
далеч преди да достигне границата на провлачане на материала.
В този смисъл вместо да тормозим конструкцията да работи против волята си,
можем да останем в еластичен стадий като разчитаме, че и без това масата,
респективно сеизмичната сила при стоманените конструкции е малка.

Статията за стоманобетонните халета няма общо.

ql^2/8
Отговор
в отговор на ql2v8 #4

Re: Земетръс рамки

Ми той слага 2 пъти по голям коефициент на реагиране - от R=0,25 на R=0,50 .
Демек двойно по големи сеизмични сили .

Има ли обърнато махало стоманената рамка, както той твърди или няма -
Критерия N/A.Ryn<0,3 - показва че няма обърнато махало ?

--------
Масата може да е малка в Ст.Загора 100 кила сняг - ама в Силистра е голяма 330 кг.

Така че дали Кауфланд е с метални или бетонови рамки и PUR панели - важен е снега който се клати .
Въпросът е актуален !

Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на ffloyd #5

Re: Земетръс рамки

Много често, меродавно при оразмеряване е изчислителната комбинация от сняг и вятър. Съвсем груба сметка, показва, че по нашите норми, изчислителната напречна сила от вятър е 1.4*0.5*9*6 = 37.8 > 27.8 kN.

Снега в изчислителна комбинация участва с 1.4, докато в земетръса - с 0.8. Съответно, моментът от сняг ще е 1.75 пъти по-голям. Поради коефициентите на съчетание общия ефект няма да е чак толкова, но да речем, че обикновено е около два пъти.

Тоест, рамка оразмерена с R = 0.25 няма да се пластифицира, защото сеченията ще са оразмерени за поне два пъти по-големи моменти. След като няма да пластифицира, няма как да се реализира този коефициент.

Ако се направи проста проверка, вероятно ще се види, че тези сечения носят доста по-големи моменти от тези в сеизмична комбинация и без пушовер анализ.

Отговор
в отговор на Eng.-208658 #6

Re: Земетръс рамки

За какъв дявол ти е да се пластифицира рамката - както е казал колегата qL*2

Въпроса беше рамката обърнато махало ли е или не е махало ?

Отговор
в отговор на Eng.-208658 #7

Re: Земетръс рамки

Особено тая двуставната рамка - при една пластична става в ригела става механизъм

От друга страна Първанов е писал :

Приемане на работа „обърнато махало“ означава да завишим усилията над 2 пъти, което от своя страна ще гарантира невъзможност да се дисипират усилията в колоните. Оразмерителните процедури за колоните завишават още веднъж усилията в следствие на моментите от втори ред, което ще доведе до напълно еластична работа на колоните в сеизмична ситуация. Същевременно имаме ограничение да не оразмеряваме основите за по-големи от еластичните усилия (EC 8, т. 4.4.2.6. ал. 2). Това от своя страна ще доведе до абсурдна от гледна точка на сеизмичното проектиране ситуация – колони с по-голяма носеща способност от основите. Тоест, ако се развият някакви нееластични деформации те ще бъдат в основите – което е опасно за сградата и (почти) не подлежи на усилване.

1. Как ше дисипира усилията в колоните - нали Еврокод допускал само в ригела ?
2. Нееластични деформации те ще бъдат в основите - Абсурд :
- Единичния фундамент е корав - всъщност той е най коравото нещо от конструкцията.
- Или пък да се пластифицира земната основа ? -
Нали ограничаваме ръбовите напрежения до 1,3.Ro, а при земетръс се допуска даже до 4.Ro !


Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на ffloyd #8

Re: Земетръс рамки

0. Рамките на халета не са обърнато махало. Никога не са били, и никога няма да бъдат. И си е написано, че не са в нормите. Обърнато махало е конструкция с голяма концентрирана маса на върха и малка коравина - колоната или колоните са натоварени значително натиск, и заради голямата деформируемост има значителни моменти от втори ред. Заради тях обърнатите махала са склонни към крехки форми на разрушение - преобръщане, изкълчване и т.н., следователно няма как да имат висока дуктилност, дори да са перфектно изчислени и детайлирани.

1. Прочети го тоя Еврокод код най-после. За едноетажни сгради и за последния етаж на многоетажни сгради не е задължително да се проектират пластични стави в гредите, защото е все тая къде ще бъдат.

2. На практика с това "4R0, допускаме начално пластифициране и в почвата, но гледаме да не прекаляваме, защото превишаване на носимоспобността на основата води до най-драматичните разрушения. Това е имплицитно заложено в правилниците и на него не се разчита за значителна дисипация на енергия. Във фундаментите също - потенциалният ремонт след земетресение е прекалено скъп.

И сега защо R=0,5 или повече за леки конструкции:

И в нашите норми, и в еврокод има редукция на сеизмичната сила заради очакваната дисипация на енергия чрез коефициенти q=1/R. Колкото по-голямo q и по-малко R, толкова конструкцията може да дисипира енергия чрез развитие на пластични деформации и повреди в дуктилни елементи без да има крехки разрушения на в дуктилните или недуктилните елементи (срязване, измятане, загуба на обща устойчивост, смачкване и т.н.)
Стоманените рамкови конструкции, при добро детайлиране на възли и съединения имат добра дуктилност и това се отразява в ниски стойности на R, които често са и под 0,25. В американския правилник за специално проектирани детайлирани рамки може да стигне и 0,125.
Тънкият момент при едноетажни леки халета и други подобни е, че при при тях меродавни за нашите условия най-често са сняг и вятър. Съответно рамката и да я проектираш с R=0,25, тя ще има реален коефициент на реагиране R=0,5-0,6 и повече (общата хоризонтална сила върху капацитета на огъване за хоризонтална сила).
За да се избегне все пак крехкото разрушаване на съединенията, в основни елементи носещи хоризонтални сили следва те да са равноякостни с основното сечение. Така е по Еврокод и всички други модерни правилници (новозеландски, японски, американски, чилийски, канадски и т.н.). При нас обаче няма такова изискване и може да се окаже, че съединенията са оразмерени за сравнително ниска сила и ще се издънят преди гредите и колоните. А ние не искаме това.


Theory is practical
Отговор
в отговор на ffloyd #9

Re: Земетръс рамки

Покажи точката, в която пише, че Еврокод не допуска дисипиране на енергия в колоните при едноетажни рамки. Много ми е интересно и да разкажеш как ще дисипираш енергия в проста предварително напрегната греда (за какъвто тип покривна конструкция се отнася статията)
Защо си мислиш, че във фундаментите не може да има нееластични деформации? Ако не са оразмерени да поемат огъващия момент, който може да понесе колоната, защо да не се появят разрушения във фундамента? Какво правим с чашката на колоната? Тя поне е по- поправима...
Сметаката с Ro, понякога е доста далече от "истината", за да кажем, че излизат ли проверките на напреженията, то със сигурност няма да има проблеми при земната основа...

Отговор
в отговор на Kolkozabavno #10

Re: Земетръс рамки

Ти май никога не си смятал рамки ?
От статиката получаваш M,Q,N - с тези усилия оразмеряваш и елементите и съединенията.
Няма как елементите да се оразмеряват за R=0,25 - а съединенията за R=0,67.
Нормите за това са норми за да определят еднозначно натоварването .
Съгласно нормите за рамки R=0,25, за обърнато махало R=0,5.
Критерия N/A.Ryn<0,3 - показва че няма обърнато махало .

Тънкият момент при едноетажни леки халета и други подобни е, че при при тях меродавни за нашите условия най-често са сняг и вятър.
При R=0,67 вече изчезва „тънкия момент” – меродавно е не сняг+вятър, а сняг+земетръс.

Реалния коефициент на реагиране е R=0,5-0,6 и повече (общата хоризонтална сила върху капацитета на огъване за хоризонтална сила).

Как го смяташ тоя „реален” коефициент на реагиране – дай числен пример : ?
Например за хоризонтална сила от земетръс F=1 тон.
Колони от примера на Здравков – НЕВ 400.


Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на Koko_d #11

Re: Земетръс рамки

Покажи точката, в която пише, че Еврокод не допуска дисипиране на енергия в колоните

- Питай Куела, аз само го цитирам - май не четеш по горе, той твърди това

Защо си мислиш, че във фундаментите не може да има нееластични деформации? Ако не са оразмерени да поемат огъващия момент, който може да понесе колоната, защо да не се появят разрушения във фундамента?

- Това значи че фундаментите са смятани от Канелата
Обикновенно разрезните усилия от колоната се прехвърлят на фундамента.
Не знам друг начин за изчисление .

Сметката с Ro, понякога е доста далече от "истината", за да кажем, че излизат ли проверките на напреженията, то със сигурност няма да има проблеми при земната основа...

- Далеч, далеч колко да е далеч, зависи от категорията на почвата ?
Норми за проектиране на плоско фундиране – чл.58 :
При проектиране на фундирането по метод Б, размерите на основната плоскост може да се приемат за окончателни, когато :
Средни напрежения – Рср. = V/A < Ro
Ръбови напрежения – Рръб = V/A + M/W < 1,3.Ro
Разбира се при метод А може да си определяш и носеща способност Ф, както и деформации S - слягане и завъртане.
Норми за земетръс - чл.38 :
При изчисляване на земната основа и фундаментите се допуска непълно опиране :
e<B/4 и Рръб = V/A + M/W < 4.Ro

Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на ffloyd #12

Re: Земетръс рамки

От статиката получаваш M,Q,N - с тези усилия оразмеряваш и елементите и съединенията. Я опитай пак?

Даже и по нашите норми съединенията се оразмеряват с по-нисък коефициент за условия на работа (чл. 27, таблица 4) спрямо основните сечения.

В Еврокод е още по-изявено - недисипативните съединения се оразмеряват за 1,375 пъти пластичната носимоспособност на основното сечение (отчита се фактът, че реалната якост е по-висока с 20-25% от изчислителната).

При R=0,67 вече изчезва „тънкия момент” – меродавно е не сняг+вятър, а сняг+земетръс. Не винаги.

Как го смяташ тоя „реален” коефициент на реагиране – дай числен пример : ? Мързи ме да смятам за реална рамка. Ако еластичната хоризонтална сила в земетръсна комбинация е Vel=100kN (получена с R=1,0), а рамката ще провлачи при сила Vrd=30kN - , реалните коефициенти на реагиране и поведение са R=Vrd/Ved=0,30, q=Vel/Vrd=3,3. Изчислителните са били R=0,25, q=4,0, но заради запаса винаги реалното R e по-голямо от изчислителното.

След провлачане, енергията се дисипира чрез пластични деформации. За да можеш да ги натрупаш тези деформации и повреди в дисипативните елементи без да се разпадне цялата компановка, трябва да преоразмериш недисипативните елементи - в еврокод с 40% отгоре на дисипативния елемент. В случая, ако дисипативните елементи провлачат при хоризонтална сила 25kN, недисипативните елементи и съединения трябва да издържат хоризонтална сила до 1,4х30=42kN.

Еврокод 8 ти дава възможност, и тя често се ползва за този тип леки халета, да не смяташ с капацитивно завишаване на усилията в недисипативните елементи, т.е. да проектираш конструкция с ниска дуктилност. Взимаш q=1,5 (R=0,67) и си оразмеряваш с тях и основни елементи, и съединения. В горния пример ще получиш изчислителна обща хоризонтална сила 67kN. Кой от двата подхода ще избереш зависи от това, какви носещи способности се получават от другите комбинации. Два примерни варианта.

Пример 1: Заради вятър, сняг и т.н, имаш рамка провлачаща при хоризонтална сила 30kN. Тогава е по-добре да използваш капацитивно проектиране (q=4) - дисипативните елементи ще издържат 30kN, недисипативни и съединения трябва да оразмериш за 42kN.

Пример 2: Заради вятър, сняг и т.н, имаш рамка провлачаща при хоризонтална сила 60kN. Тогава при капацитивно проектиране (q=4) - дисипативните елементи ще издържат 60kN, недисипативни и съединения трябва да оразмериш за 84kN. В този случай е по-изгодно да приемеш некапатицивно проектиране q=1,5 и да сметнеш всички елементи и съединения за 67kN.

ей ти и една картинка как се дефинират коефициентите на поведение/реагиране.
[линк]



Вземи я научи тая теория поне малко.

Theory is practical
Отговор
в отговор на Kolkozabavno #13

Re: Земетръс рамки

Пич, има ли смисъл... Все едно че си го обяснил на стената... Сега пак ще почне ама нормите това-нормите онова...

Отговор
в отговор на ffloyd #14

Re: Земетръс рамки

Питай Куела, аз само го цитирам - май не четеш по горе

Има някой, който не чете. Отговорих ти за стоманените халета и
изрично посочих, че не става дума за стоманобетон.
Сглобяемите стоманобетонови халета имат колони конзоли и ставни
греди. Няма къде да се дисипира енергия освен в колоните.
За тях се вземат специални мерки.

Снегът при земетръса съгласно еврокод участва с коефициент 0,3
за леките стоманени покриви, а за тежките се пренебрегва, дори в Русе.
За сметка на това върховата стойност на вятъра се получава доста
по-завишена в сравнение с нашите стандарти.
Колегата е прав, в повечето случаи комбинациите със сняг или
вятър и сняг са меродавни пред сеизмичната, дори при q=1.5 (R=0.67).
Изключение правят случаи, когато имаме някаква маса, качена
на стоманената конструкция - съд, машина, частична плоча (мецанин)...

ql^2/8
Отговор
в отговор на Kolkozabavno #15

Re: Земетръс рамки

Мързи ме да смятам за реална рамка. Ако, ако, ако ......
Ей ти рамката , айде докарвай R=0,67


Отговор
в отговор на ffloyd #16

Re: Земетръс рамки

Как пък ги докара еднакви?

Колко ти е хоризонталната сила при R=1,0?

Theory is practical
Отговор
в отговор на ffloyd #17

Re: Земетръс рамки

Тоя ригел от какъв материал е направен? От кренвирш ли? Нещо много разтеглив ми се струва, щом не ти изравнява деформациите (и усилията) в колоните.


Theory is practical
Отговор
в отговор на Kolkozabavno #18

Re: Земетръс рамки

Елементарно Уотсън - При R=1 - силата е 4 пъти по голяма от R=0,25

Преместването от вятър е за общия товар 0,3 т/м при конзола с коравина 2 колони.

Момента може би 2,5 + 1,25 = 3,75 /2 = 1,875 ... ама къв ти е проблема

-----
Всъщност левия вятър е +0,8 десния -0,6 , така че в дясно е w=0,15т/м, М=1,875

Изравнен момент в колоните - 2,5 + 1,875 = 4,375 /2 = 2,2 тм

Ригела може да си го вземем къвто с искаме , така че да носи снега

Редактирано от ffloyd на

Отговор
в отговор на ql2v8 #19

Re: Земетръс рамки

Той е с особено мнение. Спорих с него, че земетресение със сняг.. не е ок ама ходи го убеждавай..

Затова е цялата дискусия.. наврял си е всичко на две товарни състояния и сега коефициента на реагиране проблем, голям проблем.

На едноетажно хале при все, че е ниско което означава, че няма как да има някакви кранове.. най-много телфер за ремонт на коли... да изкараш, че сеизмичната комбинация е "меродавна" и то ЕС за град покрай река най-вероятно си е повече от талант.

Отговор
в отговор на scorpion4e #20

Re: Земетръс рамки

Какви ги плещиш бе - земетръс + сняг го дават нормите, не аз ...

Кажи ся как върви доктората, нема те вече у сайта на ВИАС

Отговор