Ce este analiza de performanță a clădirilor din beton armat?

Siguranța seismică a unei clădiri existente din beton armat nu se măsoară printr-o abordare bazată pe forțe, ca la proiectarea clădirilor noi, ci prin cât se vor deforma elementele sub cutremur și dacă aceste deformații rămân în limite sigure. TBDY 2018, Capitolul 15 definește această evaluare: pe baza informațiilor colectate de la clădire se stabilește nivelul de cunoaștere, se calculează cerința seismică, se determină regiunea de avarie pentru fiecare stâlp, grindă și perete structural și se decide pentru clădire nivelul de performanță Avarii Limitate, Avarii Controlate sau Prevenirea Prăbușirii.

Metoda liniară oferă pentru multe clădiri o evaluare rapidă și suficientă, dar nu arată în ce ordine și cât de mult au intrat elementele în domeniul post-elastic. În abordarea Evaluării și Proiectării pe Baza Deformațiilor (ŞGDT), analiza pushover neliniară urmărește pas cu pas formarea articulațiilor plastice; la cerința seismică, rotirea plastică a fiecărei articulații este comparată cu limitele de avarie ale normativului.

StatiCAD rulează automat, pe același proiect, întregul lanț: modelele de materiale, analiza secțiunilor, curba pushover, cerința seismică, tabelele de avarii și decizia asupra clădirii. Rezultatul este un raport de calcul pregătit pentru verificare, care scrie explicit justificarea deciziei.

Ce face StatiCAD în analiza de performanță a structurilor din beton armat?

Toți pașii evaluării unei clădiri existente din beton armat, de la evaluarea liniară până la pushover-ul multimodal.

Evaluare prin metoda de calcul liniară

  • Capacități ale secțiunilor cu rezistențele existente ale materialelor și coeficientul nivelului de cunoaștere (cuprinzător 1,0 / limitat 0,75)
  • Rapoartele efort/capacitate ale stâlpilor, grinzilor și pereților structurali sub efecte seismice nereduse
  • Distincția dintre elemente ductile și fragile, verificarea capacității la forfecare
  • Nivelul de performanță al clădirii și justificarea lui, etaj cu etaj, conform criteriilor din 15.8

Analiză pushover neliniară

  • Modele de materiale TBDY EK 5A: beton confinat și neconfinat Mander, oțel-beton cu ecruisare
  • Moment–curbură prin modelul cu fibre; două axe la stâlpi, efectul tălpii la grinzi și capacități distincte pozitive/negative
  • Articulație plastică concentrată; opțiune de articulație elastic–perfect plastică sau cu ecruisare (biliniară)
  • Solver eveniment cu eveniment (de la un eveniment la următorul): fiecare formare de articulație este surprinsă exact
  • Combinații de direcții TBDY: ±X ± 0,3Y și ±Y ± 0,3X, opt direcții

Cerința seismică și evaluarea avariilor

  • Punct de performanță prin transformarea modală EK 5B și corecția CR la structurile cu perioadă scurtă
  • Limite de rotire plastică și limite de deformație specifică a secțiunii (TBDY 5.8.1)
  • Verificarea deformației specifice în zonele de capăt ale pereților structurali
  • Regiuni de avarie ale elementelor: Limitată, Semnificativă, Avansată și Prăbușire
  • Decizia asupra performanței clădirii etaj cu etaj și justificarea ei conform TBDY 15.8

Pushover multimodal și IRSA

  • Condițiile pushover-ului monomodal (participare de masă ≥ 70%, ηbi ≤ 1,4) sunt verificate automat și raportate
  • Pushover multimodal (TBDY 5.6.6): combinarea pushover-urilor modale și a rotirilor plastice de capăt prin CQC
  • Condiția de consistență elastică (TBDY 5.6.6.1) este afișată numeric la fiecare analiză
  • Metoda IRSA de combinare incrementală a modurilor
  • Opțiuni de pushover monomodal variabil (adaptiv) (TBDY 5.6.5) și P-Δ (efecte de ordinul doi)

Urmărirea 3D a avariilor

  • Forma deformată pas cu pas de-a lungul curbei pushover
  • Articulațiile plastice cu culorile regiunilor de avarie: Limitată, Semnificativă, Avansată și Prăbușire
  • La fiecare pas: forța tăietoare de bază, deplasarea la vârf, numărul de articulații și nivelul de performanță al clădirii
  • Pasul corespunzător cerinței este marcat distinct; ordinea de formare a articulațiilor poate fi urmărită ușor

Verificare cu SAP2000

  • Același model și aceleași articulații sunt exportate automat în SAP2000 și împinse independent
  • Curbele pushover ale celor două programe, stările articulațiilor la punctul de cerință și forțele tăietoare de bază, alăturat
  • La cerere, calculul continuă cu soluția SAP2000; cerința, avariile și raportul sunt generate tot de StatiCAD, prin lanțul TBDY
  • Fără SAP2000, toate analizele și rapoartele se obțin cu solverul StatiCAD

Imagini din program

Fereastra de analiză pushover neliniară din StatiCAD: combinații de direcții, curba pushover, punctul de performanță și jurnalul analizei

Fereastra de analiză pushover neliniară: combinații de direcții, curba pushover, punctul de performanță și nivelul de performanță al clădirii

Curba pushover neliniară: forța tăietoare de bază – deplasarea la vârf și punctul de performanță

Curba pushover și punctul de performanță (forța tăietoare de bază – deplasarea la vârf)

Explicație pas cu pas: Cum se face analiza pushover neliniară? (Bază de cunoștințe)

Cum funcționează?

  1. Modelați clădirea existentă; introduceți secțiunile, armăturile și rezistențele materialelor determinate pe teren.
  2. În Setările generale ale proiectului activați evaluarea performanței pentru beton armat, selectați nivelul de cunoaștere și rulați analiza. Raportul de evaluare liniară este gata în această etapă.
  3. În fereastra Analiză pushover neliniară stabiliți combinațiile de direcții și opțiunile (articulație cu ecruisare, pushover multimodal, IRSA, P-Δ) și porniți pushover-ul.
  4. Examinați pentru fiecare direcție curba pushover, punctul de performanță și distribuția 3D a avariilor; obțineți raportul direcției selectate.
  5. Dacă clădirea este insuficientă, definiți consolidarea în același proiect și refaceți evaluarea în varianta consolidată.

Rapoarte

Pentru fiecare combinație de direcții, un raport detaliat, care poate fi previzualizat și salvat ca PDF:

  • Curba pushover și diagrama modală capacitate–cerință
  • Calculul cerinței seismice și verificările de aplicabilitate (ηbi, participarea de masă)
  • Tabele cu rotirea plastică și regiunea de avarie, element cu element
  • Modele de materiale și verificări ale deformației specifice în zona de capăt a pereților structurali
  • Sinteze pentru pushover multimodal și IRSA, profilul deplasărilor relative de nivel
  • Nivelul de performanță al clădirii și justificarea deciziei

Documente de ajutor

Utilizare pas cu pas, exemple rezolvate, baze teoretice și studii de verificare în Baza de cunoștințe.

Verificare

Motorul pushover StatiCAD a fost verificat prin comparații automate model–model cu SAP2000 V27. La punctul de cerință, în care se ia decizia de inginerie, cele două programe produc aceeași deplasare la vârf și tabele de avarii suprapuse; în șapte din cele opt combinații de direcții decizia asupra clădirii este identică. Singura diferență este un caz limită, în care cerința coincide exact cu limita de curgere.

Rapoartele dintre forțele tăietoare de bază ale curbelor se află în intervalul 0,89–0,93 la pushover-urile unidirecționale, iar StatiCAD se situează constant de partea siguranței. Aceleași comparații pot fi reproduse în orice proiect cu opțiunea „Verifică cu SAP2000”.

Detalii despre studiile de verificare (Bază de cunoștințe)

Normative

TBDY 2018 Capitolul 15 TBDY 2018 Capitolul 5 (ŞGDT) EK 5A și EK 5B TBDY 5.6.5 și 5.6.6 TS 500
În ce ediție? Modulul de evaluare a performanței și de consolidare pentru beton armat se găsește în edițiile StatiCAD Ultimate, Profesyonel și Betonarme.

Întrebări frecvente

După ce normativ se face analiza de performanță a clădirilor din beton armat?

Clădirile existente din beton armat sunt evaluate conform TBDY 2018, Capitolul 15. La evaluarea pe baza deformațiilor se aplică Capitolul 5 cu EK 5A (modele de materiale) și EK 5B (cerința seismică); decizia asupra nivelului de performanță al clădirii se ia după regulile din 15.8.

Să folosesc metoda liniară sau analiza pushover?

TBDY 2018 permite ambele căi; alegerea depinde de caracteristicile clădirii și de aprecierea inginerului. În StatiCAD puteți rula pe același model mai întâi evaluarea liniară, apoi analiza pushover neliniară, și puteți compara rezultatele.

Ce se întâmplă dacă nu sunt îndeplinite condițiile pushover-ului monomodal?

Dacă participarea de masă a modului dominant este sub 70% sau dacă coeficientul de neregularitate la torsiune ηbi depășește 1,4, situația este marcată explicit în raport. Pentru astfel de clădiri, evaluarea se poate face prin pushover multimodal conform TBDY 5.6.6 sau prin metoda IRSA.

Este necesar SAP2000 pentru analiza pushover?

Nu. Toate analizele și rapoartele se realizează cu solverul propriu al StatiCAD. Dacă SAP2000 V27 este instalat și licențiat pe calculatorul dvs., sunt disponibile opțiuni suplimentare pentru a compara rezultatele cu un solver independent sau pentru a continua calculul cu soluția SAP2000.

Se poate proiecta consolidarea după analiza de performanță?

Da. Consolidarea se definește pe elemente în același fișier de proiect și se ia în calcul printr-o singură opțiune; rezultatele dinainte și de după consolidare sunt comparate în raport. Pentru detalii, consultați pagina Consolidare beton armat.

În ce ediție StatiCAD se găsește?

Modulul de evaluare a performanței și de consolidare pentru beton armat se găsește în edițiile Ultimate, Profesyonel și Betonarme. Cu versiunea demo gratuită puteți încerca fluxul pe propriul proiect.

Pagini conexe

Evaluați clădirea dvs. existentă din beton armat cu StatiCAD

Descărcați versiunea demo și încercați gratuit evaluarea liniară și analiza pushover pe propriul proiect sau stabilim împreună ediția potrivită pentru dvs.