TR.32.10.1.5 2004年版Eurocode 8に従った応答スペクトル仕様
このコマンドは、2004年版Eurocode 8 "General Rules, seismic actions and rules for buildings", BS EN 1998-1:2004に従ってRESPONSE SPECTRUM荷重を指定および適用するために使用できます。コマンドの入力要求に基づき、またコードで定義されるように振動数 - 加速度のペアのグラフが計算されます。
全般フォーマット
SPECTRUM comb-method EURO 2004 {ELASTIC | DESIGN} {RS1 | RS2} *{ X f1| Y f2| Z f3} ACCELERATION
{DAMP f5| CDAMP | MDAMP } ( {LINEAR | LOGARITHMIC} ) (MISSING f6) (ZPA f7) ({ DOMINANT f10 | SIGN }) (SAVE) (IMR f11) (STARTCASE f12)
次の行から始まる場合、応答スペクトルは、以下の標準入力パラメータを用いて入力されます。
SOIL TYPE { A | B | C | D | E } ALPHA f8 Q f9
一般的に定義される応答スペクトルとは違って、EC8の応答スペクトルは、振動数-加速度の組を用いて入力されません。応答スペクトル(弾性/設計)のタイプ、土壌タイプ、アルファ、およびQに基づき、ソフトウェアは、2004年版Eurocode 8の3.2.2.2、3.2.2.3、3.2.2.5節のガイドラインを使用して、適用可能な応答スペクトル曲線を生成します。
指定項目:
パラメータ | 既定値 | 説明 |
---|---|---|
X f1, Y f2, Z f3 | 0.0 | X、Y、およびZ方向に適用される入力スペクトル用の係数。任意の方向、すべての方向が入力可能です。指定されなかった方向は、デフォルトでゼロになります。 |
DAMP f5 | 0.05 |
減衰比。減衰を無視するには、正確に0.0000011の値を指定してください。
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MISSING f6 |
"喪失質量"法を使用するためのパラメータ。モードにおいて表現されない質量の静的な効果を考慮します。 この喪失質量モード用のスペクトル加速度は、長さ/秒2で入力されたf6の値です(この値にはSCALEは乗算されません)。 f6がゼロの場合は、ZPA f7周波数でのスペクトル加速度が使用されます。f7がゼロまたは入力されていない場合は、33Hzでのスペクトル加速度(ゼロ周期加速度、ZPA)が使用されます。 この計算結果は、モーダル組み合わせ結果のSRSSです。 |
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ZPA f7 | 33 [Hz] | MISSINGオプションでのみ使用するゼロ周期加速度値。入力されない場合、デフォルトの33Hzとなります。値は出力されますが、MISSING f6が入力された場合は使用されません。 |
DOMINANT f10 | 1(第1モード) | 基本モード法。すべての結果の符号がモード番号f10のみが持つ符号と同じになります。モード番号f10が励起されると、スケール倍された結果が静的変位の結果として使用されます。値が入力されない場合は、モード1がデフォルトです。値0が入力されると、励起方向に最も大きな%寄与を持つモードが使用されます(1つだけの方向係数が非ゼロとなり得ます)。 |
IMR f11 | 1 | 荷重ケースにコピーされる個別のモーダル応答(スケーリングモード)の数。デフォルトは1です。抽出された実際のモード数(NM)より大きい場合は、NMにリセットされます。モード1~f11が使用されます。喪失質量モードは出力されません。 |
STARTCASE f12 | 最大荷重ケース番号+1 | IMRパラメータのモード1の主荷重ケース番号。デフォルトでは、これまでに使用された最大荷重ケース番号に1を加えた値になります。f12が以前のすべての荷重ケース番号より大きくない場合は、デフォルトが使用されます。モード2~NMの場合、荷重ケース番号は前のケース番号に1を加えた値になります。 |
ALPHA f10 |
線膨張係数は"タイプA地盤の地盤加速度"であり、Eurocode 8では agとして定義されており、式3.2〜3.5で使用されています。詳細については、Eurocodeを参照してください。 |
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Q f11 | これは、'挙動係数'であり、構造物の応答が5%粘性減衰の下で完全に弾性である場合、構造物が経験する地震力の設計で使用される地震力に対する比の近似です。その設計では構造物の十分な応答を補償する一般的な弾性解析モデルが用いられます。 |
comb-method = { SRSS | ABS | CQC | ASCE | TEN | CSM | GRP }は、各モードからの応答を組み合わせて全応答にする方法です。
CQCおよびASCE4-98の方法では、減衰が必要です。ABS、SRSS、CRM、GRP、およびTENメソッドは、スペクトル周期曲線が減衰の関数にならない限り、減衰を使用しません(後述のファイルオプションを参照)。CQC、ASCE、CRM、GRP、およびTENは、近接するモーダル振動数が起因する応答の拡大効果を含んでいます。ASCEは、より代数的な高次モードの和を含んでいます。ASCEとCQC は、より洗練された実際的な方法であり、推奨されます。
- SRSS
- 二乗法の総和の平方根。
- ABS
- 絶対値の和。この方法は非常に安全側であり、最悪なケースの組合せを表します。
- CQC
- 完全2次合成法(デフォルト)。この方法は、モードが近接する場合にSRSSの代わりとして推奨されます。
- ASCE
- NRC規制ガイド改訂第2版(2006年版)グプタ方式のモーダル組み合わせ、およびモードの剛性部分と周期的な部分が使用されます。矛盾が無い場合は、ASCE4-98の定義が使用されます。モードの周期的減衰部分の近接モード相互作用には、ASCE4-98式3.2-21(ローゼンブリュートの修正版)が使用されます。
- TEN
- 近接するモード合成の10パーセント法。NRC規制ガイド1.92(改訂第1.2.2版、1976)。
- CSM
- 2002年版IS:1893(パート1)の手順に従った近接法。
- GRP
- 近接モードのグループ化方法。NRC規制ガイド1.92(改訂第1.2.1版、1976)。
参照: G.17.3 Dynamic Analysis、TR.30 動的解析用種々の設定、およびTR.34 振動数の計算
指定子EURO 2004は、作用荷重がユーロコード8のガイドラインによることを示すために必須です。
- ELASTICまたはDESIGN
- 応答スペクトル荷重は、弾性または設計応答スペクトルに基づくことができます。Eurocode 8を参照してください。
構造系の非線形領域での地震動への抵抗能力により、一般的に設計力は、線形弾性応答に対する設計力よりも小さくすることができます。設計での明示的な非線形構造解析を回避することを目的に、弾性応答スペクトルを低減した応答スペクトルに基づく線形解析を実施して、構造要素の主要な延性挙動、その他のメカニズムによる構造物のエネルギー散逸能力が考慮されます。この低減は、挙動係数Qを導入することで達成され、低減された応答スペクトルは"設計応答スペクトル"と呼ばれます。STAAD.Proは、Eurocode 8の4.2.4節および表4.2のガイドラインを使用して、弾性応答スペクトルを生成します。
そのため、構造が非線形範囲の地震作用に抵抗すると想定される場合は、設計応答スペクトルが使用されます。
- RS1またはRS2
-
応答スペクトルタイプ1曲線(RS1)、または応答スペクトルタイプ2曲線(RS2)に基づいて、2つのタイプの応答スペクトル曲線を生成可能です。.
- ACCELERATOIN
- 加速度スペクトルが入力されることを示します。
- DAMP、MDAMP、およびCDAMP
- 減衰入力のソースを選択します。
- LINEARまたはLOGARITHMIC
- 入力スペクトル対周期曲線の線形または対数補間を選択して、その周期が与えられたモードのスペクトル値を決定します。デフォルトは線形です。スペクトル-周期曲線は、通常、Log-Logスケールのみにおいて線形であり、そのようなケースでは、対数内挿が推奨されます。特に、スペクトル曲線に2、3点のみが入力されている場合に推奨されます。
FILE filenameを入力すると、減衰軸に沿った補間が線形になります。
- SIGN
- このオプションを指定すると、すべての結果に対して符号付きの値が作成されます。モードの正値の二乗和が、モードの負値の二乗和と比較されます。負値の方が大きい場合、結果に負の符号が与えられます。このコマンドは、ABSオプションでは無視されます。
- SAVE
- このオプションにより、gとラジアン/秒2のジョイント加速度を含む加速度データファイル(モデルファイル名に拡張子.accが付いたファイル)が作成されます。これらのファイルはテキスト形式であり、任意のテキストエディタ(メモ帳など)で開いて表示できます。
- SOIL TYPE
- このパラメータは、表3.1の地盤タイプの定義に従う応答スペクトルの生成の基礎となる地盤の条件を定義するために使用されます。 地盤の条件に基づいて土壌タイプは、5種類に分類されます。
- タイプA:岩盤または岩盤状の地質構成。
- タイプB:非常に密な砂、砂利、または非常に硬質な粘土。
- タイプC:密な、あるいは中程度密な砂、砂利、または硬質な粘土の深堆積。
- タイプD:緩非粘土性土壌の堆積、または軟硬度から中間硬度の粘性土壌の堆積。
- タイプE:沖積層の表層。
土壌タイプの選択の詳しいガイドラインに関しては、Eurocode 8の3.2節を参照してください。
個々のモード応答ケースの生成
個々のモード応答(IMR)ケースは、他のモードとの合成前は、そのモードがスペクトル解析ケースで持つ大きさのスケールを持つモード形状です。IMRパラメータを入力すると、STAAD.Proにより、この応答スペクトルケースの最初に指定された数のモードに対して荷重ケースが作成されます(つまり、5を指定すると、最初の5つのモードに1つずつで5つの荷重ケースが生成されます)。各ケースは、他の主荷重ケースと同様の形状で作成されます。
IMRケースの結果をGUIまたは印刷機能によって確認できます。このため、構造の各点の結果に対する各モードの重要度について評価することができます。おそらく、1つか2つのモードを使用して、1つの領域/床、およびその他の場所を設計することができます。
その後の荷重ケースは、TR.32.11 繰り返し荷重の設定スケールを変えたこれらのモード、静的活荷重、および死荷重を組み合わせて使用して、内部的に整合性のある符号を持つ結果を形成することができます(通常の応答スペクトルの解とは異なる)。モード作用荷重ベクトルは、ω2×質量×スケール倍されたモード形になります。反力は、剛性マトリックスにスケール倍されたモード形を掛けたものを作用荷重から引いたものになります。
繰り返し荷重機能により、モード作用荷重ベクトルを静的荷重と組み合わせて、P-デルタまたは引張りのみとともに静的に解析することができます。
IMR荷重ケース生成の詳細については、TR.32.10.1.1応答スペクトル仕様 - カスタムを参照してください。
説明
このコマンドは、荷重仕様に含める必要があります。 コマンドが初めて使用される場合、振動数とモード形の計算に使用されるために、荷重データとともに与えられる必要があります。 追加の使用は、追加の情報を必要とします。
振動数とモード形の計算結果は、質量モデルによって大きく変化します。 移動可能な質量はすべて、すべての移動可能方向に適用される荷重としてモデル化する必要があります。 動的質量モデリングについては、 TR.32 荷重の設定およびG.17.3 Dynamic Analysisを参照してください。
多応答スペクトル
特別な条件では、ある領域の地震の危険度を適切に表すために、複数のスペクトルが必要になる場合があります。これは、その領域に影響を与える地震が、場所やその他のパラメータで大きく変動する震源から生成される場合に当てはまります。そのような場合は、地震のタイプごとにさまざまな形状の応答スペクトルを示すために、ALPHAとQにさまざまな値を指定しなければならないことがあります。
例
LOAD 2 SPECTRUMIN X-DIRECTION SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 SELFWEIGHT Z 1.0 JOINT LOAD 10 FX 17.5 10 FY 17.5 10 FZ 17.5 MEMBER LOADS 5 CON GX 5.0 6.0 5 CON GY 5.0 6.0 5 CON GX 7.5 10.0 5 CON GY 7.5 10.0 5 CON GX 5.0 14.0 5 CON GY 5.0 14.0 SPECTRUM SRSS EURO ELASTIC X 1 ACC DAMP 0.05 – LIN MIS 0 ZPA 40 SOIL TYPE A ALPHA 2 Q 1.5