Seizmička kombinacija opterećenja - Eurocode

[WD]

Želim potaknuti raspravu na temu seizmičke kombinacije opterećenja po Eurocodu.

Primjer iz Towera, vezan na "Shema kombinacija opterećenja - EUROCODE":

Postoje slijedeća opterećenja:
1. SOOP (g): stalno
2. KO: korisno - A
3. Snijeg
4. Sx: seizmičko X smjer
5. Sy seizmičko Y smjer

U proračun masa po Eurocodu ulaze SOOP s koeficijentom 1 i KO s koeficijentom 0.3.

Slijedi lista kombinacija opterećenja koju daje Tower:

Mjerodavno opterećenje - EUROCODE

Slučajevi opterećenja
I SOOP (g) - <Stalno>
II KO - <Korisno - A>
III Snijeg - <Snijeg - <= 1000 m>
IV Sx - <Seizmičko>
V Sy - <Seizmičko>

Kombinacije
01. 1.35×I+1.50×0.70×II+1.50×III
02. 1.35×I+1.50×II+1.50×0.50×III
03. I+1.50×0.70×II+1.50×III
04. I+1.50×II+1.50×0.50×III
05. 1.35×I+1.50×II
06. 1.35×I+1.50×III
07. I+1.50×III
08. I+1.50×II
09. I+0.30×II-IV
10. I+0.30×II+IV
11. I+0.30×II-V
12. I+0.30×II+V
13. I-IV
14. I+IV
15. I-V
16. I+V
17. 1.35×I
18. I

Pitanje je slijedeće: ako je u proračun masa ušlo KO s koeficijentom 0.3, da li je opravdano da postoje kombinacije 13. do 16., koje kombiniraju samo SOOP (g) i seizmičko opterećenje? Mislim da nije, jer u proračun masa ulazi i KO. Napominjem da u određenim slučajevima udio korisnog opterećenja u masama (korisno C-E) može biti znatan.

To bi značilo da se uvijek samo jedna unaprijed definirana kombinacija opterećenja (onih koje participiraju u masama za multimodalni proračun) kombinira sa seizmičkim slučajevima opterećenja. Vjerujem da bi to na kraju pojednostavilo pronalaženje mjerodavnih reznih sila za seizmičku kombinaciju opterećenja (vidi Topic "Concrete Design in Earthquake walls???" od stivya). Da li sam u pravu i kakvo je vaše mišljenje?

Ujedno molim Radimpex da nam odgovori na slijedeće pitanje: u Dialog Boxu i izvještaju "Seizmički zidovi - EUROCODE", što predstavljaju ispisane rezne sile Mu, Tu i Nu? Da li su to apsolutni ekstremi pojedinih reznih sila, ili se radi o mjerodavnoj kombinaciji Mu i Nu (za savijanje) i Tu (za posmik)?

[b.milan]

...Ujedno molim Radimpex da nam odgovori na slijedeće pitanje: u Dialog Boxu i izvještaju "Seizmički zidovi - EUROCODE", što predstavljaju ispisane rezne sile Mu, Tu i Nu? Da li su to apsolutni ekstremi pojedinih reznih sila, ili se radi o mjerodavnoj kombinaciji Mu i Nu (za savijanje) i Tu (za posmik)?

To su merodavni uticaji za dimenzionisanje, Mu i Nu za poduznu armaturu armaturu (savijane) a Tu za poprecnu armaturu (smicanje).

[Vranješ]

...Ujedno molim Radimpex da nam odgovori na slijedeće pitanje: u Dialog Boxu i izvještaju "Seizmički zidovi - EUROCODE", što predstavljaju ispisane rezne sile Mu, Tu i Nu? Da li su to apsolutni ekstremi pojedinih reznih sila, ili se radi o mjerodavnoj kombinaciji Mu i Nu (za savijanje) i Tu (za posmik)?

To su merodavni uticaji za dimenzionisanje, Mu i Nu za poduznu armaturu armaturu (savijane) a Tu za poprecnu armaturu (smicanje).

g. Milan,

Ako smo kod seizmičkog proračuna za kx, ky i kz preuzeli :

X smer : 1.0 ; 0.3 ; 0.0

Y smer : 0.3 ; 1.0 ; 0.0

mislim da u tom slučaju nije potrebno još i u kombinaciji dodavati 30% potresne sile iz drugog smjera.
Bacite pogled i na tč. 6.3.5.1 iz uputa za TOWER5- dio koji se odnosi na Kx, Ky, Kz . Vjerojatno se odnosi na koeficijente za potres u jednom smjeru, dok bi u drugom koeficienti bili zamjenjeni.
Kakvo je vaše mišljenje?

Hvala unaprijed.


Vranješ

[Vranješ]

PS:

g. Milan,

Naknadno sam pogledao i upute na srpskom jeziku (ekvivalent slovenačkog prevoda ?).
Tamo za kx, ky i kz predlaže:

X-smer : 1.0 ; 0.0 ; 0.0
Y-smer : 0.0 ; 1.0 ; 0.0

Ovo mi je jasno i kolega je, s obzirom na ovo, korektno formirao slučajeve opterećenja.

Ono u mom prethodnom postu je iz prevoda na slovenački jezik, pa se moj komentar odnosi isključivo na taj tekst.



Ispričavam se zbog ove zbrke. Morao bih prije navesti na koji se tekst odnosi. Godine.

LP

Vranješ

[Vranješ]

Istovremeno uzimanje u obzir i 30% potresa iz drugog smjera preko vektorskih komponenti kx i ky radi samo u slučaju dok je konstrukcija simetrična. Inače ne.U slučaju nesimetrične konstrukcije odstupanja mogu biti značajna.
Inače, program za svaku komponentu posebno iispravno zračuna statičke količineo , ali to na kraju ne sabere kao što bi se očekivalo.
Zašto samo u slučaju kada postoje značajniji torzijski uticaji, to nisam uspio utvrditi.
Nećemo se tako lako osloboditi onih silnih slučajeva opterećenja.

Pozdrav

[Vranješ]

Prema zahtjevu EC8 (SIST EN 1998-1, član 4.3.2) je potrebno uzeti u obzir i takozvanu slučajnu ekscentričnost, koju treba također uključiti u gornje kombinacije, koje je kolega WD pregledno i korektno naveo.
Za posve konkretan statični projekat sam pokušao na tu temu nešto učiniti.
Evo tih kompletnih kombinacija za . Možda nekome i bude od pomoći.
Izvinjavam se, popratni tekst nisam uspio prevesti.


DODATNA TORZIJA ZARADI NAKLJUČNE EKSCENTRIČNOSTI


V skladu z zahtevami člena 4.3.2, SIST EN 1998-1, je potrebno pri potresni analizi objektov
upoštevati tudi povečanje torzijskih vplivov zaradi naključne ekscentričnosti centra togosti.
Po navedenem členu se naključna ekscentričnost izračuna na naslednji način:

eai= +/- 0.05xLi,

kjer sta eai in Li naključna ekscentričnost in Li tlorisna dimenzija etaže, pravokotna na smer potresnega vpliva.

S TOWER-jem in izvršimo modalno analizo objekta , nakar še seizmično.
Dobimo potrebne potresne sile po etažah, Pxi in Pyi ,ter njuni prijemališči z ozirom na masno središče (oddaljenost centra togosti od masnega središča) eaxi in eyi.
Na osnovi tlorisnih dimenzij etaž izračunamo pripadajoče .

exi = 0.05xLyi in

eyi = 0.05x Lxi

Izračunamo posamezne prispevke k povečanju torzijskih vplivov zaradi Pxi in Pyi.

Mt(x)i = Pxi*eyi

Mt(y)i = Pyi*exi

Ustvarimo 2 nova obtežna primera , posebej za Mt(x)i in posebej za Mt(y)i.

Ponovno izvršimo modalno i potresno analizo , ter ustrezno formiramo obtežne primere.

I = Potres v smeri X

II = Mt(x)

III = Potres v smeri Y

IV = Mt(y)



KOMBINACIJE ZA POTRESNE VPLIVE :


1.) 1xI + 1xII + 0.3xIII + 0.3xIV

2.) 1xI - 1xII + 0.3xIII - 0.3xIV

3.) -1xI + 1xII - 0.3xIII + 0.3xIV

4.) -1xI + 1xII - 0.3xIII - 0.3xIV


5.) 1xI + 1xII - 0.3xIII - 0.3xIV

6.) 1xI - 1xII - 0.3xIII + 0.3xIV

7.) -1xI + 1xII + 0.3xIII - 0.3xIV

8.) -1xI + 1xII + 0.3xIII + 0.3xIV


9.) 0.3xI + 0.3xII+ 1xIII + 1xIV

10.) 0.3xI - 0.3xII + 1xIII -1xIV

11.) -0.3xI + 0.3xII -1xIII + 1xIV

12) 0.3xI - 0.3xII - 1xIII - 1xIV


13.) 0.3xI + 0.3xII- 1xIII - 1xIV

14.) 0.3xI - 0.3xII - 1xIII + 1xIV

15.) -0.3xI + 0.3xII +1xIII - 1xIV

16.) 0.3xI - 0.3xII + 1xIII + 1xIV


Dovoljno je uzeti u obzir samo kombinacije 1-4 i 9-12 .

[WD]

Upravo tako, kolega Vranješ. To je potpuna i konačna kombinacija seizmičkih opterećenja.
Mali problem je što do sada nisam vidio mogućnost da se Mt(y) i Mt(x) generiraju softwareski, nego ih, na žalost, moramo zadati kao statičko opterećenje.
Molim da mi još objasnite zašto je dovoljno uzeti samo kombinacije 1-4 i 9-12.
Ujedno pozivam i molim Radimpex Team da nam u budućnosti omogući ovakvo kombiniranje seizmičkih opterećenja.

[Vranješ]

Upravo tako, kolega Vranješ. To je potpuna i konačna kombinacija seizmičkih opterećenja.
Mali problem je što do sada nisam vidio mogućnost da se Mt(y) i Mt(x) generiraju softwareski, nego ih, na žalost, moramo zadati kao statičko opterećenje.
Molim da mi još objasnite zašto je dovoljno uzeti samo kombinacije 1-4 i 9-12.
Ujedno pozivam i molim Radimpex Team da nam u budućnosti omogući ovakvo kombiniranje seizmičkih opterećenja.

Moj mlađi kolega Pavle (Pozdrav kolegi i još jednom hvala...oko sokolovo! ) me je upozorio da gore treba umjesto kombinacije 4 staviti kombinaciju 8. Sasvim ispravno,! U u sadašnjoj "4", naime, se torzijski momenti međusobno oduzimlju, poništavaju.

Da, o tome se i radi. Naime, komponete vektora, na primjer Px i 0.3Py tvore jedinstveni vektor, nazovimo ga Pr. Promjenom predznaka za Py promjeni se usmjerenost Pr vektora u odnosu na centar masa , a onda i udaljenost od centra masa-pravokutnica na smer Pr, što ima za posljedicu povećanje ili smanjivanje torzijskog momenta . U sadašnjoj kombinaciji "4" torzijsko vrtenje Px i Py nije istoznačno, oduzimlju se međusobno. Ukratko, predznaci za "II" i "IV" u kombinaciji moraju biti isti.

Za sada mi samo smeta da si ovaj moj "jado" ne zapamti jednom napisane kombinacije. Čim nešto promjenim i izvršim ponovni proračun, piši ponovo isto...pazi na kolone, na predznak..ufff... A lijepo tamo piše "save", a ništa od toga...

A da će kolege u Radimpexu nešto srediti (uvijek su, uostalom) po ovome pitanju, ja sam u to više nego siguran.



Pozdrav

[WD]

Maloprije ishitreno rekoh da je to potpuna i konačna kombinacija. Ipak nije. Torzija je slučajna, što znači da može a i ne mora ući u kombinaciju.
To onda dodatno komplicira situaciju. Također mislim da se ovakva kombinacija ne može jednoznačno i jednostavno generirati u Toweru. Torzija ne može biti sama, mora ići skupa sa silama od višemodalne analize. U Toweru, kod kombiniranja opterećenja, nemamo mogućnost generatoru "reći" da jedno opterećenje "mora biti" u kombinaciji s drugim. Možda bi o tome valjalo razmisliti kao o novini u budućnosti…

[Astrodome]

U Toweru, kod kombiniranja opterećenja, nemamo mogućnost generatoru "reći" da jedno opterećenje "mora biti" u kombinaciji s drugim. Možda bi o tome valjalo razmisliti kao o novini u budućnosti…

Pozdravljam navedeno jer ne samo tu nego i u drugim slucajevima bi bilo zgodno da pored opcije "ne kombiniraj sa" da ima i "ne kombinira se bez" da ne ulazi u kombinaciju ako nema odredjenog opterecenja u kombinaciji. Javlja se i kod automatskog generisanja kombinacija opterecenja npr. kod hale sa dizalicom. Toweru se ne moze reci da ne kombiniraj bocni udar ako nema vertikalnog opterecenja od dizalice, a dizalica spada u korisno opterecenje. U tom slucaju Tower daje kombinaciju stalno +bocni udar a nema opterecenja od dizalice sto je nemoguca kombinacija - kod celika se jos i nekako moze izbaciti/izbrisati ali kod betona ???

[Vranješ]

Maloprije ishitreno rekoh da je to potpuna i konačna kombinacija. Ipak nije. Torzija je slučajna, što znači da može a i ne mora ući u kombinaciju.
To onda dodatno komplicira situaciju. Također mislim da se ovakva kombinacija ne može jednoznačno i jednostavno generirati u Toweru. Torzija ne može biti sama, mora ići skupa sa silama od višemodalne analize. U Toweru, kod kombiniranja opterećenja, nemamo mogućnost generatoru "reći" da jedno opterećenje "mora biti" u kombinaciji s drugim. Možda bi o tome valjalo razmisliti kao o novini u budućnosti…

Slučajnu torziju smo (po EC8) obaveznii uzeti u obzir, čak i kod potpuno simetričnih konstrukcija , ili sam ja nešto pogrešno razumio....i ide sa silama ("ovojnica") od višemodalne analize. Za njen izračun i koristimo upravo rezultate (TOWER6) : potresne sile u etažama- "svi tonovi", tako da ja tu ne vidim posebnog problema.
Jednako tako sam mišljenja, da kolegama u Radimpexu neće biti prevelik problem ovo ubaciti u jednu od budućih verzija.



Pozdrav

[b.milan]

Pozdravljam navedeno jer ne samo tu nego i u drugim slucajevima bi bilo zgodno da pored opcije "ne kombiniraj sa" da ima i "ne kombinira se bez" da ne ulazi u kombinaciju ako nema odredjenog opterecenja u kombinaciji.

U najnovijoj verziji programa Tower6 koja izlazi za nekoliko dana nalazi se i jedna novina koja se tice generisanja kombinacija i zove se "Uvek kombinuj sa..."

Mislim da je to upravo ono o cemu je ovde rec (a pojam koji ste upotrebili - "ne kombinuj bez" sastoji se od negacije negacije pa je malo tezi )

[Astrodome]

U najnovijoj verziji programa Tower6 koja izlazi za nekoliko dana nalazi se i jedna novina koja se tice generisanja kombinacija i zove se "Uvek kombinuj sa..."

Mislim da je to upravo ono o cemu je ovde rec (a pojam koji ste upotrebili - "ne kombinuj bez" sastoji se od negacije negacije pa je malo tezi )

Hvala na informacijama! Ocekujemo novu verziju. I izvinjavam se zbog lose formulacije, ali vidim da ste svatili!

[Vranješ]

Upravo tako, kolega Vranješ. To je potpuna i konačna kombinacija seizmičkih opterećenja.
.

Nažalost, ne... Ima još.

Barem kad su u pitanju elementi konstrukcije za koje su mjerodavne vertikalne komponente potresnog djelovanja (na primjer nosač kao ležište stuba).
Za utjecaje potresa u vertikalnom smjeru propisi su predvidjeli i posebnu krivulju spektra odziva.
Pa kaže, ka su za takve elemente od značaja i horizontalne komponente, treba provjeriti još i sljedeće kombinacije (istina na djelnom modelu) i sljedeće kombinacije :

a) Evdx "+" 0.30 Evdy "+" 0.30 Evdz

b) 0.30Evdx "+" Evdy "+" 0.30 Evdz

c) 0.30 Evdx "+" 0.30 Evdy "+" Evdz

Evdx i Evdy su vertikalne komponente od horizontalnog potresa.

Sad sam se malo i nasmijao, jer me sve skupa podsjetilo na onu poznatu arapsku priču o zrnima pšenice i šahovskoj tabli...


c)

[mperne]

Izračunamo posamezne prispevke k povečanju torzijskih vplivov zaradi Pxi in Pyi.

Mt(x)i = Pxi*eyi

Mt(y)i = Pyi*exi

Ustvarimo 2 nova obtežna primera , posebej za Mt(x)i in posebej za Mt(y)i.

Ponovno izvršimo modalno i potresno analizo , ter ustrezno formiramo obtežne primere.

I = Potres v smeri X

II = Mt(x)

III = Potres v smeri Y

IV = Mt(y)

Torzijski vplivi Mt(x)i in Mt(y)i vrtijo okoli vertikalne osi stavbe. Kako obremenimo konstruckijo s tem momentom, glede na to da ne moremo modelirati plošče kot popolno toge diafragme?