EN15129 punkt 6:Nihkest sõltuvad seadmed (DDD)– Standardid ja tüüpilised tooted
Euroopa seismilise inseneri standardite kriitilise osana keskendub EN15129 punkt 6 selleleNihkest sõltuvad seadmed (DDD)– spetsiaalsed seismilised komponendid, mis on loodud konstruktsiooni dünaamiliste omaduste kohandamiseks ja seismilise energia hajutamiseks. Erinevalt kiirus{0}}tundlikud seadmed, DDD jõudluse määrab peamiselt nihe, mistõttu on need olulised seismilise reaktsiooni optimeerimiseks struktuurides, mis asuvad EN 1998 seerias määratletud seismilistes tsoonides. See artikkel annab põhjaliku ülevaate klausli 6 põhinõuetest ja teeb kokkuvõtte tüüpilistestDDD tooted, mis on kohandatud Euroopa ja Ameerika inseneriprofessionaalidele, töövõtjatele ja hankemeeskondadele.
Standardi EN15129 punkti 6 põhiülevaade
1. Ulatus ja määratlus
Klausel 6 reguleeritakse kahte peamist kategooriatDDD: lineaarsed seadmed (LD) ja mittelineaarsed seadmed (NLD). Peamine määrav tunnusjoonDDDon see, et need ei talu vertikaalset koormust. Lisakspainduvad-vaoshoitud traksid(BRB-d), mis pakuvad konstruktsioonides täiendavat summutust, on selgelt klassifitseeritud kuiDDD. Täiendav tehniline teave selle kohtaDDDon saadaval standardi EN15129 lisas D.
Need seadmed on mõeldud eranditult EN 1998 seeriale vastavate seismiliste piirkondade struktuuridele, mille esmane eesmärk on suurendada konstruktsiooni vastupidavust dünaamilise käitumise reguleerimise ja seismilise energia hajutamise kaudu, töötades seeläbi sünergiliselt üldise seismilise kaitsesüsteemiga.
2. KlassifikatsioonDDD
Lineaarsed seadmed (LD): LD-sid kasutatakse konstruktsiooni dünaamiliste omaduste optimeerimiseks, mida iseloomustab lineaarne või kvaasi{0}}line mehaaniline käitumine. Nende väikesed mittelineaarsuse ja energia hajumise võimalused on loodud ühilduma lineaarse konstruktsiooni modelleerimisega, tagades insenerianalüüsi lihtsuse ja täpsuse.
Mittelineaarsed seadmed (NLD): tugeva mittelineaarse käitumisega NLD-d parandavad struktuuri dünaamilist jõudlust, tuues sisse märkimisväärse mittelineaarsuse ja/või energia hajumise. Keerulise mehaanilise reaktsiooni tõttu tuleb need usaldusväärse seismilise disaini tagamiseks täielikult kaasata mittelineaarsesse struktuurimudelisse.
3. Peamised jõudlus- ja vastavusnõuded
Punktis 6 määratakse kindlaks ranged toimivuskriteeriumidDDDtöökindlus seismilistes tingimustes:
Nihke- ja koormustakistus: DDDpeab vastu pidama kindlaksmääratud nihke- või koormusepiirangutele (olenevalt sellest, kumb saavutatakse varem), minimaalse ohutusteguriga ( ) 1,1. Isolatsioonisüsteemidesse integreeritud komponentide puhul on need tegurid kohandatud isolatsiooniseadmete nihkevõimega (vt standardi EN15129 punkt 8).
Jõu-nihkekõver:Kõver ei tohi näidata kahanevat trendi, kui nihe või koormus jõuab kindlaksmääratud projekteerimispiirini, tagades stabiilse koormuse{0}}kandevõime seismiliste sündmuste ajal.
Tsükliline stabiilsus:Efektiivne jäikus ja tõhus summutusDDDpeab jääma tsüklite jooksul stabiilseks. Tsüklite i puhul, mis on suurem või võrdne 2, ei tohi kõrvalekalded 3. tsüklist (stabiilse jõudluse võrdluspunkt) ületada 10%.
Jääknihe:Töökõlblikkuse piirseisundi (SLS) seismiliste mõjude korral tuleb null-jõu jääknihke minimeerida (soovitatav on olla 5% kavandatud nihkest või vähemalt 10 mm, olenevalt sellest, kumb on suurem), vähendades-maavärinajärgseid konstruktsioonikahjustusi ja remondikulusid.
4. Materjali- ja katsetamisnõuded
Materjalid jaoksDDDliigitatakse "tuumamaterjalideks" (kriitilised tsüklilise seismilise jõudluse jaoks) ja "konstruktsioonimaterjalideks" (koormust{0}}kandvate funktsioonide jaoks). Põhimaterjalid, nagu elastomeerid, teras ja kujumälusulamid (SMA), peavad vastama rangetele Euroopa standarditele:
Elastomeerid: madala-summutusega ja suure-summutusega elastomeerid peavad vastama punkti 8 tabelite 10 ja 11 nõuetele ning nende sidumistugevus aluspindadega peab olema kinnitatud.
Teras: peab vastama EN 10025, EN 10083 või EN 10088 seeria standarditele, tagades elastsuse ja väsimuskindluse.
Spetsiaalsed materjalid (nt SMA): peavad vastama olemasolevatele Euroopa standarditele koos täiendavate faasimuutuste omaduste, tsüklilise jõudluse ja temperatuuriga kohanemise katsetega.
Testimine on punkti 6 nurgakivi, sealhulgas materjali tüübi testimine, tehase tootmiskontrolli (FPC) testimine, seadme tüübi testimine ja paigalduseelne-testimine. Tüübi testimine on vajalik, kui seadme geomeetrias, materjalides või ühendussüsteemides on muudatusi, samas kui FPC-testimine (proovivõtusagedus suurem või võrdne 2%) tagab masstootmises ühtlase jõudluse.
TüüpilineDDDTooted: klassifikatsioon ja rakendused
DDDtooteid kasutatakse laialdaselt Euroopa ja Ameerika seismilises tehnikas ning nende lineaarsete või mittelineaarsete omaduste põhjal on erinevad rakendused. Allpool on kokkuvõte tavatoodetest, nende põhifunktsioonidest ja tüüpilistest kasutusjuhtudest.
1. Lineaarsed seadmed (LD)
LD-d sobivad ideaalselt projektide jaoks, mis nõuavad lineaarset konstruktsiooni modelleerimist, pakkudes stabiilset jäikuse reguleerimist minimaalse mittelineaarse energia hajumisega. Levinud tüübid hõlmavad järgmist:
Lineaarsed metallist amortisaatorid
Põhifunktsioonid:Süsinikterasest või madala{0}}legeerterasest valmistatud siibrid omavad peaaegu-ideaalset lineaarset jõudu-nihkekäitumist ilma oluliste tootlikkusetappideta. Nad tuginevad elastsele deformatsioonile, et kohandada struktuurseid looduslikke perioode, millel on nõrk energia hajutamise võime.
Rakendused:Sobib väikeste ja keskmise suurusega{0}}raamstruktuuride jaoks, mis nõuavad dünaamilist omaduste optimeerimist ja vähese energia hajutamise vajadusega, näiteks olemasolevate tööstushoonete seismiline moderniseerimine.
Vastavuse esiletõstmised: materjalid peavad vastama EN 10025 standarditele ning tsüklilist stabiilsust kontrollitakse tüübikatsetustega.
LineaarneViskoelastsed amortisaatorid
Põhifunktsioonid:Kasutades madala -summutusega elastomeere (vastavalt punkti 8 tabelile 10), pakuvad need amortisaatorid kvaasi-lineaarseid summutusomadusi ja stabiilset efektiivset jäikust. Need ühendavad jäikuse reguleerimise kerge energia hajumisega, mis ühildub lineaarse dünaamilise modelleerimisega.
Rakendused:Ideaalne kardina seinte, seadmete vundamentide ja jäikuse reguleerimise abikomponentide jaoks hoonetes, mis asuvad mõõdukates seismilistes tsoonides ja stabiilsete temperatuuritingimustega.
Vastavuse esiletõstmised:Toimivuse kontrollimiseks on vaja dünaamilist nihkekatset, kusjuures materjali parameetrite kõrvalekalded (toiteallikast, temperatuurist jne) vastavad punkti 6 tabelis 4 toodud piiridele.
Koormus-laagerPainutamine-Vahistatud traksid (BRB)
Põhifunktsioonid:Klassifitseeritud kuiDDDpakkudes täiendavat summutust, needBRB-dseadke esikohale lineaarsed koormus{0}}kande- ja jäikusomadused nõrga energia hajumisega. Südamiku materjal on ülitugev teras (EN 10083) ja hülss hoiab ära südamiku paindumise, et tagada ühtlane pinge- ja survevõime.
Rakendused:Külgjõudu-tõkestavad süsteemid kõrg-kõrgpinnalistes terasraamides ja suurtes-ruumilistes struktuurides, kus on vaja nii kandevõimet- kui ka dünaamilist omaduste optimeerimist.
Vastavuse esiletõstmised: tüübikatsetused peavad hõlmama ühendussüsteeme, mille jääknihe vastab SLS-i nõuetele.
2. Mittelineaarsed seadmed (NLD)
NLD-d on kriitilise tähtsusega kõrge -seismilise-intensiivsusega piirkondades, kuna need kasutavad tugevat mittelineaarsust olulise seismilise energia hajutamiseks. Need nõuavad mittelineaarset struktuurimudelit ja on saadaval erinevates konfiguratsioonides:
Põhifunktsioonid:Valmistatud madala tootlikkusega terasest (nt LY100, LY160, LY225), millel on madal voolavuspiir ja kõrge elastsus. Jõu-nihke kõver näitab selgelt bilineaarset käitumist, stabiilse järel{8}}jäikuse ja suurepärase tsüklilise energia hajumisega.
Alamtüübid: nihke-tüüp, painutus-tüüp, jaaksiaalsed-jõudlusamortisaatorid,kohandatav erinevate paigaldusruumide ja jõunõuetega.
Rakendused:Uue hoone seismiline projekteerimine ja olemasolevate hoonete moderniseerimine, eriti kõrge{0}}seismilise-intensiivsusega tsoonides karkass- ja nihkeseinakonstruktsioonide jaoks.
Vastavuse esiletõstmised:Materjalid nõuavad monotoonset pinget ja tsüklilist jõudluse testimist. Pärast kiirendatud vananemist (14 päeva 70 kraadi juures) ei tohi jõudluse muutused ületada 20%.
Põhifunktsioonid: Energia hajuminesaavutatakse kontaktpindade suhtelise libisemise teel ristkülikukujulise hüstereetilise jõu{0}}nihkekõveraga (tugev mittelineaarsus). Hõõrdetegur on stabiilne jaenergia hajumineon otseselt seotud nihke amplituudiga. Need ei sõltu materjali saagikusest, tagades pika kasutusea ja minimaalse hoolduse.
Alamtüübid: Plaadi-tüüp, silindriline{0}}tüüp, jasfäärilised hõõrdeamortisaatorid, sobib mitmesuunalise nihke nõuete jaoks.
Rakendused:Pikad-sillad, suured-staadionid, kõrghooned-ja muud suure nihkega projektid. Ideaalne stsenaariumide jaoks, mis nõuavad pikaajalist stabiilset-energia hajumist ja vähest hooldust, näiteks tuumaelektrijaama abirajatised.
Vastavuse esiletõstmised:Kulumisstabiilsuse kontrollimiseks on vaja pikaajalist-hõõrdekatset. Metallkomponentide materjali omaduste ülemise ja alumise piiri suhe ei tohi ületada 1,4.
Nihke{0}}võimendatud amortisaatorid
Põhifunktsioonid:Integreerides mehaanilisi võimendusmehhanisme (nt lüliti, käärid, hammasratas), võimendavad need amortisaatorid väikeseid struktuurseid nihkeid (3–4 korda), et parandada.energia hajuminetõhusus väikeste{0}}deformatsioonistsenaariumide korral, millel on tugev mittelineaarsus.
Tööpõhimõte:Lülitusklambrid, käärfermid või hammasratta-mehhanismid võimendavad lugudevahelist nihet, edastades võimendatud nihke sisemistele summutuselementidele (nt väikese tootlikkusega terassüdamikud, hõõrdekomponendid), et saavutada "väike nihe, suur energianihe".
Rakendused:Väikese külgdeformatsiooniga konstruktsioonid, nagu nihkeseinakonstruktsioonid, torukonstruktsioonid ja jäigad tööstusettevõtted. Sobib ka projektidele, mis nõuavad piisavat energia hajumist väiksemate maavärinate ajal.
Vastavuse esiletõstmised: võimendusmehhanismi tugevust ja stabiilsust tuleb kontrollida. Nõutav on tsükliline testimine 25%, 50% ja 100% maksimaalsest nihkest.
Kujumälusulamist (SMA) amortisaatorid
Põhifunktsioonid:Kasutades kujumälusulameid (nt Ni-Ti sulamid), hajutavad need amortisaatorid energiat ja saavutavad faasimuunduse (martensiit austeniidiks) kaudu ise-tsentreerimise. Jõu-nihkekõver näitab mittelineaarset hüstereetilist käitumist minimaalse jääknihkega.
Tööpõhimõte:Maavärinate ajal toimuvad SMA-juhtmed/vardad plastilise deformatsiooni (martensiitsene muundumine).energiat hajutada. Pärast-maavärinat naaseb materjal faasi ümberpööramise teel automaatselt oma algsele kujule, vähendades oluliselt konstruktsiooni jääknihkeid.
Rakendused:Ajaloolised hooned (mis nõuavad minimaalset{0}}maavärinajärgset kahju), täppisseadmete tehased ja sildade paisumisvuugid. Ideaalne projektidele, mis seavad esikohale nii energia hajutamise kui ka{2}}isekesksemise.
Nõuetele vastavuse põhitõed: faasitransformatsiooni karakteristikute (DSC), monotoonse tõmbekahjustuse ja tsüklilise jõudluse testimine on vajalik, hõlmates töötemperatuuri vahemikku ja deformatsioonikiirusi. Materjalid peavad vastama kehtivatele Euroopa standarditele.
Peamised kaalutlused Euroopa ja Ameerika kasutajatele
Standardne joondus:TagadaDDDtooted vastavad piiriüleste projektide puhul nii EN15129 punktile 6 kui ka kohalikele seismilistele standarditele (nt Eurocode 8 Euroopas, ASCE 7 Ameerika Ühendriikides).
Modelleerimise ühilduvus:Valige LD-d lineaarseks struktuurimudeliks ja NLD-d mittelineaarseks modelleerimiseks, et tagada täpne seismilise reaktsiooni analüüs.
Kvaliteedi tagamine:Masstootmise toimivuse järjepidevuse tagamiseks eelistage tooteid, millel on täielikud tüübitestimise sertifikaadid ja ranged FPC-protsessid.
Rakenduse spetsiifilisus:Seismilise jõudluse optimeerimiseks sobitage DDD tüübid struktuuriomadustega (nt nihkevajadus, jäikus) ja keskkonnatingimustega (nt temperatuur, korrosioonioht).
SEO märksõnad
EN15129 punkt 6,Nihkest sõltuvad seadmed (DDD), lineaarsed seadmed (LD), mittelineaarsed seadmed (NLD),seismilised siibrid, metallist saagikuse siibrid, hõõrdeamortisaatorid, kuju mälusulamist amortisaatorid,painduvad-vaoshoitud traksid, Euroopa seismilised standardid, EN 1998,seismiline moderniseerimine, struktuurne seismiline disain.
