Конструктивные системы, анализируемые по RYTEİE2019 (Регламент по опасным зданиям)
StatiCAD может анализировать следующие конструктивные системы для оценки опасных зданий по RYTEİE2019
1-Кирпичная кладка (с железобетонными перекрытиями) (Внутренний анализ) (Стены в виде стержневых конечных элементов, перекрытия в виде оболочечных КЭ) : Для трёхмерного анализа конструкции создаётся модель методом конечных элементов. Каменные стены моделируются стержневыми конечными элементами в центре тяжести поперечного сечения, перекрытия — оболочечными конечными элементами. Нагрузки, передаваемые от перекрытий на стены и другие несущие элементы, рассчитываются методом конечных элементов.
В программе стены, горизонтальные пояса (антисейсмические пояса) и вертикальные пояса (участие вертикальных поясов в жёсткости системы — опционально) рассчитываются стержневыми конечными элементами. Перекрытия разделяются на треугольные сетки. Для треугольного разбиения доступны два различных метода. Предпочтительный метод (по умолчанию) — «включать в треугольную сетку перекрытия только узлы перекрытия» — делит перекрытие на 8 частей (ячеек). Другой метод — нерегулярная треугольная сеть (TIN — Triangulated Irregular Network). В методе TIN нагрузки от стен, опирающихся на перекрытие, могут также передаваться на нижестоящие уровни без прокладки балки. Однако применение этого метода (с точки зрения пользователя программы) требует больше времени и внимания.
При передаче нагрузок от перекрытий на стены через конечные элементы нагрузки перекрытия прикладываются к узлам перекрытия как постоянная нагрузка (G) в загружении 0 и как временная нагрузка (Q) в загружении 1. Когда коэффициенты матрицы жёсткости элементов перекрытия помещаются на свои места в глобальной матрице жёсткости, передача нагрузок в системе выполняется автоматически. Программа информирует пользователя о возможных ошибках в передаче нагрузок от перекрытий к стенам, сравнивая переданные нагрузки с заданными.
Загружения 2 и 4 — сейсмические нагрузки в направлениях X и Y соответственно. Поскольку в регламенте RYTEİE 2019 не применяется случайный эксцентриситет, загружения 3 и 5 (нагрузки по смещённому центру масс) не применяются.
При выборе RYTEİE2019 программа автоматически устанавливает параметры решения методом конечных элементов и ограничивает вмешательство пользователя в выбор методов анализа теми вариантами, которые указаны в регламенте, не допуская каких-либо изменений. При выборе метода TBDY2018, однако, проекты могут решаться классическими методами или методом конечных элементов, при этом можно легко тестировать различные значения и результаты.
2-Смешанные здания: (Если часть из кирпичной кладки не является опасной, проверка по Уравнению 8.1 должна быть проведена отдельно в техническом отчёте) (Внутренний анализ) : Железобетонные элементы также учитываются в решении стержневыми конечными элементами. Усилия, действующие на колонны и стены, разделяются программой. Поскольку часть из кирпичной кладки является опасной, прочность железобетонной части сама по себе не может сделать здание безопасным по Формуле 8.1. Если же часть из кирпичной кладки не является опасной, анализ риска железобетонной части должен выполняться программой, способной анализировать железобетон, а проверка риска по Формуле 8.1 должна проводиться отдельно с учётом коэффициентов дефицита несущей способности в части из кирпичной кладки.
3-Каменное здание с деревянными перекрытиями или без жёсткого диафрагма (оболочечные конечные элементы в SAP2000) : Во внутренних анализах StatiCAD при решениях методом конечных элементов и решениях модального анализа применяется назначение жёсткого диафрагма (в текущей версии). Для систем с деревянными перекрытиями, однако, RYTEİE2019 требует проводить решение без жёсткого диафрагма (RYTEİE2019 Приложение C.4 и 7.2.5).
В программе структурного анализа при выполнении анализа без жёсткого диафрагма невозможно достичь 100%-го коэффициента участия масс в модальном анализе, используя формулу количество форм = множитель × 3; поэтому решение выполняется с учётом значительно большего количества форм колебаний. Например, для одноэтажного объекта расчёт проводится с 300 формами вместо 3. При необходимости количество форм увеличивается, чтобы обеспечить превышение отношения эффективных масс к этажным массам значения 90%.
Использует ли программа жёсткий диафрагм в модальном анализе, можно определить по тому, превышает ли количество учитываемых форм значение количество этажей × 3. Другие программы, заявляющие о проведении анализа каменных конструкций с деревянными перекрытиями, также следует проверить на предмет превышения количества форм значения количество этажей × 3 в проекте.
StatiCAD требует программного обеспечения конечных элементов SAP2000 для проведения анализа без жёсткого диафрагма. На компьютере с установленным SAP2000, StatiCAD открывает SAP2000 и передаёт модель конструкции с использованием оболочечных конечных элементов. В SAP2000 передаётся кривая спектра сейсмического отклика через команду Define > Functions > Response Spectrum с учётом SS, S1 и класса грунта. SAP2000 получает задание на анализ здания без создания какого-либо жёсткого диафрагма.
С учётом модели стены и её сегментов, введённых в StatiCAD, автоматически создаются Section Cuts в SAP2000. Функция Section Cut в SAP2000 позволяет получать усилия в сечениях (нормальная сила, поперечная сила (V2, V3), момент (M1, M2, M3)) для каждой стены как единое значение, группируя элементы площади (оболочечные), разделённые на сетки. Без назначений Section Cut результаты для каждой ячейки оболочки и каждого узла пришлось бы получать по отдельности и комбинировать. Процедура Section Cut позволяет SAP2000 выполнять эту операцию автоматически.
При нажатии кнопки «Получить результаты SAP2000» в StatiCAD результаты P, V2, V3, T, M2, M3 анализа спектра отклика, выполненного без жёсткого диафрагма в SAP2000, автоматически загружаются в память StatiCAD. Программа затем завершает анализ риска здания в соответствии с критериями проектирования RYTEİE2019 и результатами статического анализа SAP2000.
Из расчётных отчётов StatiCAD можно просматривать результаты модального анализа SAP2000 без жёсткого диафрагма, усилия в сечениях стен, рассчитанные SAP2000, и расчёты проверок, выполненные по формулам для опасных зданий.
4-Каменное здание с железобетонными перекрытиями (оболочечные конечные элементы в SAP2000 с жёстким диафрагмом) : В этом методе модальный анализ и сейсмические силы определяются в StatiCAD. После передачи модели конструкции в SAP2000 и назначения жёсткого диафрагма сейсмические силы прикладываются к жёсткому диафрагму. Результаты анализа SAP2000 автоматически загружаются в память StatiCAD и проводится анализ риска.
5-Здание с частью железобетонных и частью деревянных перекрытий (SAP2000: создать диафрагм, подключить выбранные элементы к диафрагму, выполнить анализ спектра отклика) : StatiCAD передаёт кривую спектра сейсмического отклика в SAP2000 через команду Define > Functions > Response Spectrum с учётом SS, S1 и класса грунта. В методе анализа спектра отклика система может решаться как с жёстким диафрагмом, так и без него. Определив в модели жёсткий диафрагм, одни элементы можно подключить к жёсткому диафрагму, а другие — не подключать. Выбранные пользователем стены, перекрытия и вертикальные пояса подключаются к жёсткому диафрагму. Подключение поясов и сегментов стен над проёмами дверей/окон (перемычек) к жёсткому диафрагму определяется в зависимости от состояния подключения смежной стены. StatiCAD выполняет оценку риска на основе результатов усилий в сечениях SAP2000 и в соответствии с положениями RYTEİE2019.