Kokkuvõte Jaapani seismilise isolatsiooni projekteerimiskoodi ja ülemeremaa koodide võrdlusest

2022. aasta oktoobris kehtis ISO 23618:2022 (Struktuuride projekteerimise alused - Üldpõhimõttedseismiliselt isoleeritud ehitised) avaldati. See dokument võrdleb üksikasjalikkuseismilise isolatsiooni disainnelja piirkonna/riigi protseduurid-Jaapan (MLIT teatise nr. 2009), Hiina (GB/T 51408-2021), USA (ASCE 7-16) ja Eurokoodeks (EC8), et pakkuda välja ühtne projekteerimise töövoog inseneripraktika jaoks. Peamised võrdlusmõõtmed hõlmavad seismilisi koormusi, analüüsimeetodeid, suuremaid koormuste kombinatsioone jaisolatsiooniseadekatsemeetodid. Projekteerimisprotseduuride demonstreerimiseks kasutatakse 7-korruselist raudbetoonist (RC) hoone mudelit, mille tulemused on kokku võetud samaväärse lineaarse meetodi (ELM) ja reaktsiooniajaloo analüüsi (THA) tulemustest.

Peamised erinevused seismilistes koormustes, analüüsimeetodites, koormuskombinatsioonides ja seadmete testimises nelja koodi vahel on kokku võetud tabelis 1 (üldisätted) ja tabelis 2 (lõplik piirseisund, ULS, nõuded).
Tabel 1: Peamised sättedSeismilise isolatsiooni disainikoodid

Tabel 2: ULS-i seismiline koormus ja üli{1}}struktuuri reageerimise nõuded

Võtmekoodi-konkreetsed märkused:

1. Disainifilosoofia: Jaapan kasutab lubatud pingete kujundamise meetodit; Hiina, USA ja EC8 kasutavad piirseisundi kujundamise meetodit.
2. Pingutuskoormused: Hiinal ja USA-l on Jaapaniga võrreldes kriitilise tähtsusega tõmbekoormuse konstruktsioon (kasutatakse rohkem pingekindlaid seadmeid).
3. Seadme kvaliteedikontroll: kõik koodid nõuavad ranget prototüübi testimist; Jaapan ja USA testivad 100% tootmisseadmeid, Hiina ja EC8 lubavad proovivõttu.

3.1 Analüüsimudel
Kasutusel on muudetud 7-korruseline RC hoone (Saito 2011 ja Feng 2022 baasil). Peamised parameetrid:
1. Fikseeritud-baasperioodid: kaadri suund (Tx): 0,564, 0,190, 0,107 s; Seina nihke suund (Ty): 0,238, 0,105, 0,087 s.
2. Isolatsiooniseade: Plii kummilaagrid (LRB)(valitud jõu taastamiseks ja summutamiseks).
Läbimõõt: 650–750 mm (Jaapan, Hiina, EC8); 900mm (USA, suurte MCER seismiliste koormuste tõttu).
Tabel 3: Isolatsioonisüsteemi nominaalsed disainiomadused

3.2 Seismiline koormus
1. Sihtkohad: Tokyo (Jaapan), Peking (Hiina), San Francisco (USA), Reggio Calabria (EC8).
2. Pinnase seisund: Fikseeritud profiil; keskmine nihkelaine kiirus (ülemine 30m): 209 m/s.
3. Spektri omadused:
1) 5% summutus: USA-l on suurim kiirenduse/pseudokiiruse spekter (≈1,5x Jaapani oma).
2) Pseudokiiruse spektrid: suureneb perioodiga (Hiina); konstant/langeb (Jaapan, USA, EC8).
3) ULS summutus isoleeritud hoonetele: ~20%.
3.3 Vastuste analüüsi tulemused
Võrreldakse kahte peamist meetodit: ELM (ekvivalentne lineaarne meetod) ja THA (vastuse ajaloo analüüs).
3.3.1 Ekvivalentne lineaarne meetod (ELM)
Kõik koodid määravad ELM-i ühe -vabadusastme--(SDOF) süsteemide jaoks, kuid erineva kohaldatavusega. Hiina kasutab 85% ekvivalentmassi ja arvutab vastused 475- ja 2475-aastastele koormustele (piiravaid omadusi ei võeta arvesse).
Tabel 4: peamised ELM-i ja THA-vastuse tulemused

3.3.2 Vastuse ajaloo analüüs (THA)
1. Maapinna liigutused:6 paari (Jaapan, max väärtused); 10 paari (Hiina, USA, EC8, keskmised väärtused); kõik vastavad 5% disainispektritele.
2. Modelleerimine:
a) 3D-raam;LRBidealiseeritud bilineaarseks.
b) Horisontaalne analüüs: Rayleighi summutus (isolatsioonisüsteemi summutus=0; super-struktuuri 1./2. perioodi summutus=3%).
c) Super{0}}struktuur: mittelineaarne{1}} (Jaapan, Hiina); elastne (USA, EC8).
3. Tarkvara:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Hiina, RSA); ETABS V18 (vertikaalne RSA).
4. Vertikaalne analüüs:RSA Rayleighi summutusega (1./2. vertikaalse perioodi summutus=3%); kiire vibratsioonirežiimid on silmapaistvad (suure isolatsiooni vertikaalse jäikuse tõttu).
3.3.3 Peamised järeldused
1. Jaapan:ULS-i isolatsioonitriiv > SLS-i triiv; ELM ja THA valitakse sõltumatult (praktikas 20% ELM, 80% THA); Kobe NS lähi-välja maapinna liikumine tekitab suurima nihke (ületab ELM-i); ELM ennustab suuremat isolatsiooni deformatsiooni.
2. Hiina:475-aastane koormus (RSA) kujundab pealisehitise; 2475-aastane koormus (THA) kontrollib triivi; projekteerimiskoormus kasutab maksimaalselt RSA/THA tulemusi.
3. USA:THA tulemusi piirab ELM; ELM-i nihkejõud on veidi suurem kui seismiline konstruktsioon (eraldusvõime Rᵢ=1.875 ja tavalise seismilise konstruktsiooni R=5 tõttu).

See dokument võrdlebseismilise isolatsiooni disainJaapani, Hiina, USA ja EC8 protseduurid, keskendudes seismilistele koormustele, analüüsimeetoditele ja seadmete testimisele. 7-korruseline RC hoone mudel demonstreerib projekteerimise töövooge koos ELM-i ja THA-tulemustega. Eesmärk on pakkuda välja ühtne projekteerimisprotseduur inseneripraktika jaoks, mis käsitleb koodispetsiifilisi erinevusi projekteerimisfilosoofias, koormuse kombinatsioonides ja analüüsinõuetes.

Kogu ülaltoodud sisu pärineb jaotisest "Jaapani keele võrdlusSeismilise isolatsiooni projekteerimise koodOverseas Codes" JSSI aprill 2024.