Zhrnutie porovnania japonského kódexu návrhu seizmickej izolácie so zámorskými kódmi

V októbri 2022 bola vydaná norma ISO 23618:2022 (Základy pre navrhovanie konštrukcií - Všeobecné zásady preseizmicky izolované konštrukcie) bol zverejnený. Tento dokument porovnáva podrobnénávrh seizmickej izoláciepostupy štyroch regiónov/krajín-Japonska (č. oznámenia MLIT. 2009), Číny (GB/T 51408-2021), USA (ASCE 7-16) a Eurokódu (EC8) – s cieľom navrhnúť spoločný návrhový pracovný postup pre inžiniersku prax. Kľúčové porovnávacie rozmery zahŕňajú seizmické zaťaženie, metódy analýzy, hlavné kombinácie zaťaženia aizolačné zariadenietestovacích metód. Na demonštráciu postupov navrhovania sa používa 7-poschodový model železobetónovej budovy (RC) so zhrnutými výsledkami ekvivalentnej lineárnej metódy (ELM) a analýzy histórie odozvy (THA).

Hlavné rozdiely v seizmickom zaťažení, analytických metódach, kombináciách zaťažení a testovaní zariadení v rámci štyroch kódov sú zhrnuté v tabuľke 1 (všeobecné ustanovenia) a tabuľke 2 (konečný medzný stav, ULS, požiadavky).
Tabuľka 1: Kľúčové ustanoveniaKódy návrhu seizmickej izolácie

Tabuľka 2: Seizmické zaťaženie ULS a super{1}}požiadavky na odozvu štruktúry

Poznámky ku kľúču-:

1. Filozofia návrhu: Japonsko používa metódu návrhu prípustného napätia; Čína, USA a EC8 používajú metódu návrhu medzného stavu.
2. Ťahové zaťaženie: Čína a USA majú v porovnaní s Japonskom kritické konštrukcie ťahového zaťaženia (s použitím zariadení odolnejších voči ťahu-).
3. Kontrola kvality zariadenia: Všetky kódy vyžadujú prísne testovanie prototypov; Japonsko a USA testujú 100 % výrobných zariadení, zatiaľ čo Čína a EC8 umožňujú odber vzoriek.

3.1 Model analýzy
Používa sa upravená 7-poschodová RC budova (založená na Saito 2011 a Feng 2022). Kľúčové parametre:
1. Pevné-základné periódy: Smer snímky (Tx): 0,564, 0,190, 0,107 s; Smer šmykovej steny (Ty): 0,238, 0,105, 0,087 s.
2. Izolačné zariadenie: Olovené gumené ložiská (LRB)(vybraté pre vratnú silu a tlmenie).
Priemer: 650–750 mm (Japonsko, Čína, EC8); 900 mm (USA, kvôli veľkému seizmickému zaťaženiu MCER).
Tabuľka 3: Nominálne konštrukčné vlastnosti izolačného systému

3.2 Seizmické zaťaženie
1. Cieľové lokality: Tokio (Japonsko), Peking (Čína), San Francisco (USA), Reggio Calabria (EC8).
2. Stav pôdy: Pevný profil; priemerná rýchlosť šmykovej vlny (horných 30 m): 209 m/s.
3. Charakteristiky spektra:
1) 5% tlmenie: USA má najväčšie zrýchlenie/pseudorýchlostné spektrá (≈1,5x Japonsko).
2) Pseudo rýchlostné spektrá: Zvyšuje sa s periódou (Čína); konštantná/klesá (Japonsko, USA, EC8).
3) Tlmenie ULS pre izolované budovy: ~20%.
3.3 Výsledky analýzy odozvy
Porovnávajú sa dve hlavné metódy: ELM (ekvivalentná lineárna metóda) a THA (analýza histórie odozvy).
3.3.1 Ekvivalentná lineárna metóda (ELM)
Všetky kódy definujú ELM pre systémy s jedným-stupňom{1}}slobody- (SDOF), ale s rôznou použiteľnosťou. Čína používa 85% ekvivalentnú hmotnosť a vypočítava odozvy pre 475-ročné a 2475-ročné zaťaženie (bez zohľadnenia hraničných vlastností).
Tabuľka 4: Kľúčové výsledky odozvy ELM a THA

3.3.2 Analýza histórie odozvy (THA)
1. Pozemné pohyby:6 párov (Japonsko, maximálne hodnoty); 10 párov (Čína, USA, EC8, priemerné hodnoty); všetky zodpovedajú 5% návrhovým spektrom.
2. Modelovanie:
a) 3D rám;LRBidealizované ako bilineárne.
b) Horizontálna analýza: Rayleighovo tlmenie (tlmenie izolačného systému=0; tlmenie nadstavby 1./2. periódy=3%).
c) Super{0}}štruktúra: Nelineárna-(Japonsko, Čína); elastické (USA, EC8).
3. Softvér:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Čína, RSA); ETABS V18 (vertikálne RSA).
4. Vertikálna analýza:RSA s Rayleighovým tlmením (1./2. vertikálna perióda tlmenia=3%); režimy vibrácií lúča sú výrazné (kvôli vysokej vertikálnej tuhosti izolácie).
3.3.3 Hlavné zistenia
1. Japonsko:ULS izolácia drift > SLS drift; ELM a THA sa vyberajú nezávisle (20 % ELM, 80 % THA v praxi); Kobe NS v blízkosti-poľného pohybu zeme vytvára najväčší šmyk (presahujúci ELM); ELM predpovedá väčšiu deformáciu izolácie.
2. Čína:475-ročné zaťaženie (RSA) navrhuje nadstavbu; 2475-ročné zaťaženie (THA) kontroluje drift; návrhové zaťaženie využíva maximum výsledkov RSA/THA.
3. USA:Výsledky THA sú obmedzené ELM; ELM šmyk je o niečo väčší ako seizmický dizajn (kvôli Rᵢ=1.875 pre izoláciu vs. R=5 pre normálny seizmický dizajn).

Tento dokument porovnávanávrh seizmickej izoláciepostupy Japonska, Číny, USA a EC8 so zameraním na seizmické zaťaženie, metódy analýzy a testovanie zariadení. 7-poschodový model budovy RC demonštruje pracovné postupy návrhu s porovnaním výsledkov ELM a THA. Cieľom je navrhnúť spoločný návrhový postup pre inžiniersku prax, ktorý sa bude zaoberať rozdielmi vo filozofii návrhu, kombináciách zaťažení a požiadavkách analýzy, ktoré sú špecifické pre kódex.

Všetok vyššie uvedený obsah pochádza z „Porovnanie japončinyKód návrhu seizmickej izolácieso zámorskými kódmi“ JSSI apríl 2024.