3.10. Стационарное случайное воздействие

Вариант расчета предназначен для определения напряженно-деформированного состояния сооружения, находящегося под воздействием стационарного случайного возмущения, с известной спектральной плотностью. Расчет выполняется на основе систем с распределенными массами. Расчет производится прямым интегрированием дисперсий выходных расчетных величин (перемещений, усилий, напряжений, опорных реакций) по заданному энергетическому спектру входного воздействия. Частотный диапазон разбивается на ряд интервалов, в пределах которых может быть задана своя спектральная функция, а также установлена требуемая точность интегрирования.

Для задания частотных интервалов и характеристик спектральных функций необходимо заполнить таблицу Частотные интервалы. В этой таблице определяются границы интервалов интегрирования, число контрольных точек на интервале, тип энергетического спектра, а также определяющие его параметры) (альтернативно частотные интервалы можно сформировать в Графическом редакторе (см. п. Задание стационарного случайного воздействия, пункт меню Част.интерв.).

Интегрирование выполняется по квадратурным формулам Гаусса. Программа сама вычисляет значения частот в контрольных точках (узлах интегрирования). Число контрольных точек на одном интервале должно быть не более пяти. Если требуется большая точность, то интервал следует разбить на более мелкие интервалы (см. п. Настройка интервалов интегрирования для расчетов на стационарные случайные воздействия). Программа обрабатывает 4 разновидности энергетических спектров:

Динамическое возмущение может быть задано двумя способами:

Если используется первый способ задания возмущения, то сосредоточенные силы могут быть заданы либо явно, либо через грузовые поверхности.

Существуют еще два особых случая задания стационарного случайного воздействия. Это стационарные случайные процессы, описывающие горизонтальное ветровое пульсационное воздействие и сейсмическое воздействие. Особенностью этих двух режимов является то, что для них, как и для случая возмущения опор конструкции, специально (явно) задавать нагрузку (силы, приложенные к узлам) не надо. Для задания ветра достаточно указать номер статического загружения, соответствующего статическому ветровому воздействию (в этом случае статическая ветровая нагрузка должна быть сформирована либо из сосредоточенных сил, приложенных к узлам конструкции, либо из ветровой нагрузки, приложенной к грузовым поверхностям, либо из ветровой нагрузки, приложенной к стержневым и вантовым элементам, либо из комбинации этих нагрузок). Для задания сейсмического воздействия надо указать бальность площадки и набор корректирующих коэффициентов.

Эта особенность - задание нагрузки сразу на всю конструкцию целиком, - позволила объединить эти 3 случая (ускорение опор, ветер и сейсмику) в так называемую структурную нагрузку (см. п. Задание стационарного случайного воздействия).

Если нагрузка задается системой сосредоточенных сил или нагрузкой, приложенной через грузовые поверхности, в таблице Стационарное случайное воздействие должен быть задан векторный стандарт (среднее квадратичное) динамических усилий (альтернативно стандарт динамических усилий можно сформировать в Графическом редакторе - Задание стационарного случайного воздействия).

Расчет фактически производится в два этапа. Сначала программа вычисляет частоты соответствующие узлам интегрирования и производит соответствующее число расчетов на вынужденные колебания при найденных частотах. При этом фактически реализуется вариант расчета Вынужденные гармонические колебания с той разницей, что частоты воздействия вычисляются, а не берутся из таблицы Частоты гармонических воздействий (как это делается собственно в варианте расчета Вынужденные гармонические колебания). Затем производится интегрирование по узлам (квадратурные формулы Гаусса) дисперсий выходных параметров, умноженных на функцию спектральной плотности входного процесса.

Напомним, что поскольку вариант расчета Стационарное случайное воздействие напрямую обращается к блокам обрабатывающим вынужденные колебания, чтобы Ваш расчет имел смысл, в таблице Материалов должны быть заданы коэффициенты внутреннего неупругого сопротивления, присущие материалам, из которых изготовлены элементы конструкции.

Если ранее был выполнен статический расчет, то перед началом расчета на вынужденные колебания программа выдаст запрос на расчетную комбинацию статических загружений, от которой будет учтено продольное напряженное состояние в элементах конструкции.

Расчет активируется запуском пункта главного меню Solve/Steady-state random disturbance

Результатом расчета являются средние квадратичные значения перемещений, усилий, напряжений и опорных реакций.