|
||
|
|
||
Při zemětřesení dochází k pohybu podloží nebo základů, na kterých stojí konstrukce. Konstrukce se snaží kopírovat tento pohyb. Tím se uvádí do pohybu všechny hmoty na konstrukci a tyto působí na konstrukci setrvačnými silami. Podpory se mohou pohybovat obecně všemi směry, v běžných případech se uvažují pouze vodorovné pohyby. Uživatel může definovat směr zemětřesení, který považuje pro konstrukci za nejnebezpečnější nebo posoudit konstrukci na zemětřesení v různých směrech.
Při pohybu konstrukce vznikají setrvačné síly. Stačí tyto síly určit a zatížit jimi konstrukci. Tak se vlastně dynamický výpočet převede na statický. Ale zase tak jednoduché to není. Neznáme přesně pohyb podloží, takže nejsme schopni určit seismické síly přesně. Můžeme ale použít předpisu některé normy nebo využít frekvenčního spektra skutečného zemětřesení.
Pro seismické zatížení se obvykle předpokládají vodorovné pohyby konstrukce, tedy zemětřesení působící rovnoběžně s rovinou XY. Směr se zadává pomocí součinitelů souřadných os.
Například:
|
zemětřesení ve směru osy X |
nastavíme X = 1 a Y = 0 |
|
zemětřesení ve směru osy Y |
nastavíme X = 0 a Y = 1 |
|
zemětřesení ve směru osy 1. kvadrantu |
nastavíme X = Y = 0.707 (tj. sin(45°)) |
Můžeme také zohlednit svislé pohyby pomocí součinitele Z. Toho lze dosáhnout zadáním součinitele osy Z. Takže můžeme zadat zemětřesení libovolného směru.
Poznámka: Při zadávání součinitelů musíme mít na zřeteli, že zemětřesení "X=1; Y=0; Z=0.667" není totožné se zemětřesením "X=1; Y=0; Z=-0.667" ani se zemětřesením "X=-1; Y=0; Z=0.667".
Celý výpočet seismicity se provádí automaticky, tj. z vlastní tíhy konstrukce a zadaných hmot se generuje zatížení pro jednotlivé vlastní tvary.
Vyhodnocování se provádí pro každou složku sil nebo deformací zvlášť obecně podle dvou možných vzorců:
Odmocnina ze součtu kvadrátů s uvážením vlivu extrémní hodnoty:
Odmocnina ze součtu kvadrátů:
kde:
|
Sdyn |
uvažovaná složka |
|
Sm |
největší odpovídající složky pro jednotlivé tvary kmitání |
|
Sj |
ostatní odpovídající složky pro jednotlivé tvary kmitání |
Výsledná síla může nabývat kladných i záporných hodnot. V kombinacích se uvažuje s oběma možnostmi.
Poznámka: Ať vyhodnotíme veličinu X jakkoliv, vyjde nám vždy kladná. Stejně dobře ale můžeme použít i zápornou hodnotu, při seismicitě jde o kmitání kolem rovnovážné polohy. Výsledky seismicity budou v SCIA Engineer vždy kladná čísla. Jediná výjimka je u vnitřních sil. Zde totiž není použita konvence sil a momentů podle souřadného systému, ale konvence "pružnostní" (tažená dolní a přední vlákna). Před tiskem výsledků se proto obrací znaménka některých posouvajících sil a momentů a tak se objeví "minusy" i ve výsledcích seismicity.
Ještě jednu věc musíme mít na paměti. Ve statických výpočtech nás zajímají vazby mezi jednotlivými složkami vnitřních sil - např. extrémní osová síla a tomu odpovídající ohybový moment. Ve výsledcích seismicity tyto vazby již nemůžeme určit. Každou složku totiž vyhodnocujeme samostatně a jak jsme si určitě všimli, není to lineární záležitost.
Při vyhodnocování výsledků seismicity lze říci: „toto je maximální osová síla v prutu, toto je maximální normálové napětí v průřezu, toto je maximální svislá deformace v uzlu." Ale nelze správně spočítat napětí v průřezu ze síly a momentu, i když jsou vedle sebe v jednom řádku výsledků. To je způsobené mocninami a odmocninami ve vzorcích. Správné napětí dostaneme až v příslušných modulech pro dimenzování a posuzování (ocel, beton atd.).