Seismic Analysis

 Seismic Analysis
The Response Spectra Method is applied for seismic and spectral analysis. The seismic
analysis is run on the basis of spectral analysis (see section 3.6), however, the spectra
accelerations ( ) a a i S = S T are generated to correspond to a selected seismic code, instead of
being assigned by the user (as it is done for spectral analysis).
The UBC-97 seismic code is available in Robot (version 12.0 and the later ones). The
Response Spectrum Analysis is run in accordance with Sections 1631.5.1–1631.5.3 of the
1997 Uniform Building Code. It is possible to fulfill the requirements of Section 1631.5.4
(“Elastic Response Parameters may be reduced…”) by means of combination mechanisms of
Robot (see Help). The basic shear components Vx, Vy, Vz, overturning moment components
Mx, and My and torsion moment Mz (it is assumed that axis OZ is vertical) - all are presented
in the“Reactions”table in the line“sum of forces”, both for each modal response and for
SRSS and CQC combinations between modes.
The following seismic codes are available in the program:

· UBC97
· PS 69 R. 82
· AFPS
· PS 92
· RPA 88
· DM 16.1.96
· EC 8
· IBC 2000
· P100 92
· Turkish code
· Chinese codes
· Argentinian code

Analysis Modes

The following dynamic analysis modes (regimes) will be presented in this section: Modal,
Seismic, Pseudo mode.
Several seismic codes (UBC-97, French code PS-92) require that sum of masses for each
direction (or for horizontal directions only) should be not less than 90%. Some“hard”
problems may arise, when it is very difficult to achieve the required sum of masses due to
small contributions of a large number of the lowest modes. Usually, this problem is caused by
local character of the lowest modes. The Seismic mode and Pseudo mode are presented to
improve the situation of such difficult problems.

 

 The effectiveness of such approaches is
illustrated by appendix 3C. Lanczos method for direct solvers is available for these two
modes. Modified Lanczos method and PCG_Ritz one are available for pseudo mode, when
iterative solver is selected.

Mass Matrix Types

Mass Matrix Types

The“Lumped without rotations”,“Lumped with rotations”and“Consistent”mass matrices of
dynamic analysis can be applied to a structure.
The“Lumped without rotations”and“Lumped with rotations”are the diagonal mass
matrices. These types of mass matrices require minimum computational effort.
The“Consistent”mass matrix appears when the user wishes to consider a system with the
distributed parameters. 

It is commonly believed that a consistent mass matrix describes
inertial properties of a structure more exactly than the lumped one. However, in most cases
the lumped mass matrix provides a good approximation, since it is obvious that the inertial
parameters can be presented less precisely than the stiffness ones. In fact, that kinetic energy
is described as displacements of a structure, but potential energy is expressed through spatial
derivative of displacements. It is a well-known fact that approximation error increases
considerably during each differentiation [4]. Thus, for continual objects (solid, shells, plates),
it is possible to approximate the mass parameters less precisely than the stiffness ones for the
same mesh.

Usually, Hermit polynomials are used as shape functions for bars. It is an exact solution for
most of the static problems and the dynamic problems when lumped mass matrix is
considered. However, exact solutions for dynamic problems of a bar with distributed masses
belong to the class of Krylov functions (it is a specific combination of hyperbolic and
trigonometric functions). It enables the stiffness parameters in such case to be presented
approximately when Hermit polynomials are used simultaneously with a consistent mass
matrix. (Let us take note that, in fact, it is not intended for implementing a different type of
shape functions for static and dynamic problems). Therefore, for most cases it is not a great
benefit to complicate the dynamic model by the use of distributed mass parameters, since the
approximate solution with consistent masses occurs instead of the exact solution for an
approximate model (lumped masses).
Moreover, usually own masses of bar structural elements (girders, columns, etc.) are
negligible compared to masses of walls and roof (dead load), which are taken into account
through the technique of conversion of dead loads to masses. Such non-structural masses
usually reduce the effects of distributed element masses.
All that was mentioned above leads to the following conclusion: for most practical cases the
lumped mass matrix ensures a sufficiently precise approximation of structure inertial
properties. It should be remembered that a consistent mass matrix requires considerable
computational efforts, if a large-scale problem is analyzed. It should be certain that
implementation of a consistent mass matrix will be justified before selection of such a type of
matrix for analysis.

It is assumed that the mass matrix must be“Consistent”, if the rigid links are used into
computation model.
If sparse direct solver or iterative solver is applied, element-by-element (EBE) technique is
used for computation of matrix-vector product. It means, that the consistent mass matrix can
never be assembled, however, all operations are performed only on the element level. For
skyline solver, a consistent mass matrix is assembled and stored in the same way as a stiffness
matrix. For small problems (at the most ~3000 equations) skyline technique is faster, although
it still drastically time-consuming when the size of a problem increases.

robot core results

Dans le système Robot Millennium, le mécanisme de bureaux prédéfinis a été créé afin de
rendre la définition de la structure plus facile et plus intuitive. Evidemment, vous n’êtes pas
obligé d’utiliser le mécanisme. En effet toutes les opérations effectuées dans le système Robot
Millennium peuvent être réalisées sans recourir aux bureaux définis.

Afin d’apprécier les possibilités données par le mécanisme de bureaux prédéfinis, consultez la
figure suivante qui présente la disposition des fenêtres, créée pour le bureau BARRES.
Dans ce bureau BARRES, la fenêtre se divise en trois parties principales.

Structures à barres

DEFINITION
1. Possibilité de définir et d’utiliser de nouveaux types de profilés variables utilisateur
- profilé caisson II
- profilé en T
- profilé en U
2. Nouvelles bases de profilés
- SADEF (profilés à froid belges: U, Sigma, Z)
- GOST 8639-82
- GOST 8645-68
- GOST 10704-91
- GOST 8732-78
3. Possibilité d’afficher dans la fenêtre graphique, en tant qu’attribut des barres de la
structure, les noms de types de barres BA et des paramètres de calcul de ces barres (cette
option augmente les possibilités de la présentation graphique de la structure).
4. Présentation des symboles d‘appuis de façon utilisée dans la pratique de l’étude
5. Présentation des symboles d’appuis avec la prise en compte des paramètres avancés (appui
–poteau rond ou rectangulaire et appui–paroi)

CALCULS:

6. Analyse sismique suivant la norme monégasque
7. Redémarrage des calculs
- possibilité de calculs des cas quelconques de l’analyse statique (linéaire et non
linéaire) et dynamique (sismique, spectrale, harmonique...) avec modification des
paramètres de l’analyse (cette possibilité accélère sensiblement les gros calculs s’il est
nécessaire de calculer seulement un ou quelques cas parmi plus d’une douzaine de cas)
- possibilité de calculer « m » valeurs propres supplémentaires pour les cas d’analyse
modale sans qu’il soit nécessaire de calculer « n » valeurs calculés dans l’itération
précédente de l’analyse (cette possibilité accélère les calculs dans le cas où, par
exemple, le pourcentage prévu des masses participantes ne serait pas atteint et qu’il
serait nécessaire d’augmenter le nombre de modes propres)

NOUVEAUTES DANS LE LOGICIEL ROBOT MILLENNIUM - VERSION 17.0

Généralités:

1. Nouvel arrangement de l’aspect du logiciel–nouvelles icônes, changements dans la
définition des barres d’outils, nouveaux modèles de couleurs, fond en dégradé dans la
fenêtre graphique, nouvelles vignettes au démarrage
2. Modifications en vue de l’intégration les autres logiciels de la suite Robot Office
- unification des bases de données: profilés, matériaux, sols, boulons, attaches, charges
utilisées dans tous les logiciels Robot Office
- unification de la gestion de la protection de tous les logiciels Robot Office
- nouvelles procédures d’installation permettant l’installation simultanée de plusieurs
logiciels

3. Mode OPEN GL en tant qu’outil standard dans l’éditeur graphique
- saisie de la structure et visualisation des résultats à l’aide des mécanismes OPEN GL,
ce qui accélère sensiblement les opérations graphiques sur le modèle de la structure
- l’utilisation des possibilités de la technologie OPEN GL donne des possibilités plus
importantes de visualisation de la structure lors de sa définition à l’écran (affichage
des croquis de sections, symboles réels d’appuis...) sans un ralentissement notable du
fonctionnement du logiciel
- de plus, grâce à l’implémentation de la technologie OPEN GL, la présentation des
résultats, en particulier des résultats avancés tels que cartographies, acquiert également
des capacités de visualisation plus importantes (animation, zoom de la structure avec
diagrammes, cartographies...)

- le mode initial de travail dans l’éditeur graphique (OPEN GL ou non OPEN GL) peut
être définie au moyen du paramètre correspondant dans les préférences de l’affaire
4. Générateur des documents et des impressions
- nouvelles notes de calcul automatiques contenant : les données sur le projet, les
caractéristiques des sections et des matériaux, paramètres des calculs effectués
- possibilité d’enregistrer les documents de calcul au format HTML (permet la
publication du projet de calculs sur les pages Web)
- génération directe des documents dans le logicielMicrosoft Word
- possibilité d’insérer un composant dans une impression composée sous ferme de
fichier au format RTF
- possibilité de désactiver temporairement le composant de l’impression composée de
l’impression/aperçu sans l’éliminer de la liste
- introduction de la capture d’écran pour un tableau quelconque avec l’onglet INFO
désactivé par défaut
5. Redémarrage des calculs
- possibilité de calculs des cas quelconques de l’analyse statique (linéaire et non
linéaire) et dynamique (sismique, spectrale, harmonique...) avec modification des
paramètres de l’analyse (cette possibilité accélère sensiblement les gros calculs s’il est
nécessaire de calculer seulement un ou quelques cas parmi plus d’une douzaine de cas)