Правила и допущения моделирования

Число степеней свободы

(1) Математическая модель должна:

— учитывать вращательную и поступательную жесткость фундамента;

— включать достаточное число степеней свободы (и связанных масс) для определения ответа любого значительного элемента конструкции, оборудования или пристройки;

— включать жесткость кабелей и оттяжек;

— учитывать относительные перемещения опор машин и оборудования (например, взаимодействие между изоляционным слоем и внешним слоем дымовой трубы);

— учитывать взаимодействия трубопроводов, внешне приложенных конструкционных связей, гидродинамические нагрузки (эффекты массы и жесткости, в зависимости от ситуации).

(2) Модели линий электропередачи должны быть репрезентативны для всей линии. В модель должны быть включены не менее трех идущих подряд опор, чтобы масса и жесткость кабеля была репрезентативной для условий центральной опоры.

(3) Динамические модели колоколен должны учитывать колебания колоколов, если масса колокола значительна по отношению к массе верхней части колокольни.

Массы

(1)Р Дискретизация масс в модели должна быть репрезентативной для распределения инерциальных эффектов сейсмического воздействия. При использовании грубой дискретизации поступательных масс вращательные моменты инерции должны быть отнесены к соответствующим вращательным степеням свободы.

(2)Р Массы должны включать все постоянные детали, крепления, дымовые каналы, изоляцию, любую пыль или золу, прилипшую к поверхности, имеющиеся и будущие покрытия, футеровку (включая любые значимые кратко- или долгосрочные эффекты жидкостей или влаги на плотность футеровки) и оборудование. Необходимо учесть постоянное значение массы конструкций или постоянных деталей и т. п., квазипостоянное значение массы оборудования и нагрузки от обледенения или снеговой нагрузки, а также квазипостоянное значение временной нагрузки на платформы (учитывающее ремонтное и временное оборудование).

(3)Р Коэффициенты комбинации y_Ei, предложенные в EN 1998-1:2004, п. 3.2.4(2)Р, выражение (3.17), для вычисления инерциальных эффектов сейсмического воздействия, должны быть приняты равными коэффициентам комбинации y_2i для квазипостоянного значения переменного воздействия q_i, приведенным в EN 1990:2002, приложение А3.

(4)Р Масса кабелей и оттяжек должна быть включена в модель.

(5) Если масса кабеля или оттяжки значительна по отношению к массе башни или мачты, то кабель или мачта должна моделироваться в виде системы сосредоточенных масс.

(6)Р Полная эффективная масса погруженной части приемных башен должна быть принята равной сумме следующих составляющих:

— фактической массы ствола башни (без учета плавучести),

— массы воды, возможно содержащейся в башне (для полых башен),

— присоединенной массы внешне увлекаемой воды.

Примечание — В отсутствие строгого анализа присоединенную массу увлекаемой воды можно рассчитать
в соответствии со справочным приложением F стандарта EN 1998-2:2005.

Жесткость

(1) В бетонных элементах свойства жесткости следует оценивать, учитывая эффект растрескивания. Если расчет основан на значении коэффициента q выше 1 с соответствующим расчетным спектром, эти свойства жесткости должны соответствовать пределу текучести и могут быть определены в соответствии с EN 1998-1:2004, п. 4.3.1(6) и (7). Если расчет основан на значении q = 1 и упругом спектре ответа или соответствующем представлении динамики изменения колебаний грунта во времени, то жесткость бетонных элементов следует рассчитывать по свойствам треснувшего поперечного сечения, которые соответствуют уровню напряжений при сейсмическом воздействии.

(2) Следует учесть эффект повышенной температуры на жесткость и прочность стали или железобетона в стальных или бетонных дымовых трубах, соответственно.

(3) Если весь кабель моделируется в виде одной пружины, а не ряда сосредоточенных масс, соединенных пружинами, то жесткость единого упругого элемента должна учитывать провисание кабеля. Этого можно достичь, используя следующий эквивалентный модуль упругости:

(4.1)

где E_eq — эквивалентный модуль упругости;

g — удельный вес кабеля, включая вес любой нагрузки от обледенения на кабель в сейсмической расчетной ситуации;

s — растягивающее напряжение в кабеле;

l — длина кабеля;

E_c — модуль упругости материала кабеля.

(4) Для жил, состоящих из намотанных тросов или проводов, E_c обычно ниже, чем модуль упругости E в единой струне. В отсутствие особых данных от производителя можно принять следующее уменьшение:

(4.2)

где b — угол намотки единой струны.

(5) Если предварительное натяжение кабеля таково, что провисание незначительно, или если опора ниже 40 м, то кабель можно моделировать как линейную пружину.

Примечание — Массу кабеля следует полностью учитывать в соответствии с п. 4.2.2(4)Р.

Демпфирование

(1) Если анализ выполняется в соответствии с п. 3.3(3) на основании упругого спектра ответа стандарта EN 1998-1:2004, п. 3.2.2.2, можно использовать вязкое демпфирование, отличающееся от 5 %. В этом случае можно применить модальный анализ спектра ответа, при этом коэффициент демпфирования отличается в каждой моде колебаний.

Примечание — Процедура модального анализа спектра ответа с учетом модального демпфирования приведена в справочном приложении B.