220 likes | 452 Views
UNIVERZA V LJUBLJANI. Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo. Odziv AB stene na potres – vnaprejšnja napoved in kalibracija modela. Peter Kante, podiplomski študent. Seminar iz konstrukcij, 7. marec 2001. AB stena. POTRES. ODZIV. Uvod. VNAPREJŠNJA NAPOVED. KALIBRACIJA MODELA.
E N D
UNIVERZA V LJUBLJANI Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Odziv AB stene na potres – vnaprejšnja napoved in kalibracija modela Peter Kante, podiplomski študent Seminar iz konstrukcij, 7. marec 2001
AB stena POTRES ODZIV Uvod VNAPREJŠNJA NAPOVED KALIBRACIJA MODELA EKSPERIMENT(CAMUS 3)
Opis preizkušanca • dve 5-etažni steni brez odprtin • modelno merilo 1:3 • višina stene 5.10 m • dimenzije prereza stene 0.06 × 1.70m (0.10 × 2.10m) • dodatne mase pritrjene na medetažne plošče (skupaj: 36.3 ton) • mikrobeton, jeklene žice
Nice ag,max = 0.42g Nice ag,max = 0.22g Melendy Ranch ag,max = 1.35g Melendy Ranch ag,max = 1.35g Nice ag,max = 0.64g Nice ag,max = 1.0g predstavlja močan potres v bližini preloma (near-fault earthquake) Obtežba frekvence akcel. sovpadajo z lastno frekvenco preizkušanca
element z več navpičnimi vzmetmi (MVLEM) Vnaprejšnja napoved • DIMENZIONIRANJE • MODELIRANJE NEELASTIČNEGA ODZIVA časovni odzivi IZBRAN • IZRAČUN Z “N2” METODO ekstremne vrednosti količin
Modeliranje stene je uspešnejše, če vemo, s kakšnim predpostavkami je bil preizkušanec projektiran! ag = 0.75g q = 2.55 (DC M) Dimenzioniranje stene po EC-8 • po principu “capacity design” • upogibno obnašanje stene • po projektnem spektru EC-8 na:
Modeliranje neelastičnega odziva stene • računalniški program DRAIN prva različica že leta 1973 • modeliranje stene s tremi elementi • element z več navpičnimi vzmetmi (MVLEM) 2-L dve togi prečki makro element 6 navpičnih vzmeti 1 strižna vzmet modeliranje obnašanja • gredni element s Takedinimi histereznimi pravili Gibersonov gredni element(linijski element) odnos M-Q • lamelni (fiber) element neposredni opis stanja v konstrukciji
[M] Predpostavke modeliranja • podobnosti modelov • model je enostavna konzola • zgostitev elem. v spodnjih 2 etažah • strižno obnašanje je elastično • elastičen temelj • razlike modelov IZBRAN
Izračun z N2 metodo nelinearna statična (pushover) analiza uporaba spektra odziva + • spektre zahtev smo izračunali s pomočjo podanih akcelogramov Predpostavke: • za pushover analizo je bil uporabljen model z MVLEM (z utrditvijo 6%) IDEALIZACIJA !!!
pred vsemi preiskusi nerealni pomiki na vrhu stene po signalu Nice ag,max = 1.0g kasnejše primerjave: pomiki na vrhu predzadnje etaže (DXR5) po signalu Melendy Ranch Eksperimentalni rezultati • težave z merilnimi instrumenti na vrhu stene • predhodna obremenitev stene s signalom Niceag,max = 0.42g • razpoke pred začetkom dinamičnih preiskav leva stena
Analiza rezultatov napovedi Ugotovitve: • spreminjanje osne sile v konzolni steni • relativno dobra napoved za odzive pri “near fault” potresu (Melendy Ranch) • slaba napoved za Nice ag,max = 0.64g in Nice ag,max = 1.0g • neujemanje količin za Nice ag,max = 0.22g • (vpliv predhodne obremenitve)
brez z Vpliv predhodne obremenitve Nice ag,max = 0.22g (z oz. brez predhodne obremenitve z Nice ag,max = 0.42g)
Nice ag,max = 0.64g Nice ag,max = 1.0g spreminjanje parametrov rezultati primerljivi z eksperimentom Kalibracija modela KALIBRACIJA MODELA SLABA NAPOVED NOV UPOGIBNI MODEL (poenostavljen) neelastični strig EKSPERIMENT Ni bilo fizikalne osnove !!!
Izmerjeni vertikalni pospeški v sredini potresne mize zmanjšali smo izključili smo armaturne palice TOGOST in NOSILNOST (pretrgane, izvlečene,...) (a) ... potresna miza ni upoštevana v modelu (b) ... potresna miza je upoštevana v modelu Nov model • poenostavljen model NUMERIČNA NESTABILNOST modela z več elementi (MVLEM) za dejansko utrditev (1%) 1 MVLEM !!! • model potresne mize (vertikalno nihanje – osne sile) • “mehčanje” modela • v nategu: • v tlaku: BETON TOGOST
dodatne pretrgane palice južna stran rušno stanje severna stran Raztezki armature – širina razpok Nice ag,max = 1.0g (leva stena)
komentarji glede EC-8: Melendy Ranch – pulzna obtežba (3x večja) Ugotovitve • relativno dobra napoved za manjši signal Nice 0.22g in močnejši Melendy Ranch • po kalibraciji modela so rezultati za Nice 0.64g in Nice 1.0g zadovoljivi • proti koncu odziva pri Nice 1.0g opazimo večja odstopanja, ker se nahajmo v rušnem stanju • stena je prenesla večjo obtežbo od tiste, na katero je bila projektirana • princip “capacity design” je deloval po pričakovanjih • plastifikacija v prvi etaži • strižna porušitev je bila preprečena
zaključek projekta ‘CAMUS 3’z delavnico (junij 2001) DRAIN-2D OpenSees * raziskati in popraviti kodo za MVLEM * PEER, University of California at Berkeley Zaključki in cilji • odziv v rušnem stanju je težko zanesljivo napovedati • nove izkušnje pri numeričnem modeliranju sten • odpraviti nestabilnosti v numeričnih procedurah MVLEM ü • uporaba • vgradnja popravljenega MVLEM • vgradnja novega elementa