ISO 23618:2022 ja seismilise isolatsiooni seadmed – põhjalik sissejuhatus

Maavärinad on endiselt üks kõige hävitavamaid looduslikke ohte ehitatud keskkonnale. Tavapärane seismilise disaini filosoofia aktsepteerib konstruktsioonikahjustusi seni, kuni kokkuvarisemine on ära hoitud. Viimastel aastakümnetel on ühiskond aga nõudnud paremat vastupidavust: hooned ei peaks mitte ainult kaitsma elu, vaid jääma ka kohe pärast maavärinaid tööle.

Selle eesmärgi saavutamiseks on insenerid kogu maailmas välja töötanudseismilised isolatsioonisüsteemid. Selle asemel, et tugevdada iga konstruktsioonielementi, on isolatsiooni eesmärk eraldada konstruktsioon maapinna värinast, vähendades edasikantavaid jõude. Kunagi uudne kontseptsioon on küpsenud ülemaailmseks praktikaks, kaitstes tuhandeid hooneid, sildu ja tööstusrajatisi.

2022. aastal avaldas ISOISO 23618:2022 – Konstruktsioonide projekteerimise alused- Üldpõhimõttedseismiliselt isoleeritud ehitised.See rahvusvaheline standard koondab aastakümnete pikkused teadmised ühtsesse raamistikku, mis hõlmab projekteerimist, analüüsi, ehitamist ja hooldust. See rõhutab rollikummist laagrid, libisemisseadmed ja amortisaatoridoluliste isolatsioonitoodetena.

See dokument sisaldab ISO 23618 üksikasjalikku sissejuhatust, rõhuasetusega isoleerimisseadmetele, nagusuure -summutusega kummilaagrid (HDRB-d), plii{0}}kummist laagrid (LRB),javiskoossed amortisaatorid. See hõlmab ka ISO 23618 Euroopa ja Ameerika standardite kõrval ning pakub juhtumiuuringuid, tulemuslikkuse arutelusid ja tulevikujuhiseid.

ISO 23618 kehtibhoonete horisontaalne seismiline isolatsioonja teatud struktuurid. See välistab vertikaalse isolatsiooni, veeldatud maagaasi mahutid ja enamiku sildade (kuigi põhimõtteid võib kohandada). Standard rõhutab, et isoleerimine ei ole lisand-, vaid süsteemi-tasandi strateegia, mis tuleb integreerida kõige varasemas projekteerimisetapis.

Filosoofia toetub kolmele sambale:
1). Struktuuriperioodi pikenemine– loomuliku perioodi nihutamine 2–3 sekundile või enamale, kiirenduste vähendamine.
2). Suurenev summutus– seismilise energia hajutamine nihke piiramiseks.
3). Taas-tsentreerimise tagamine– pärast loksutamist algasendisse naasmine.
 

Isolatsioonikiht asub pealisehituse ja aluskonstruktsiooni vahel, taludes vertikaalseid koormusi, võimaldades horisontaalset nihet kuni 600 mm ja pakkudes pöörlemispaindlikkust. Aluskonstruktsioon peab olema jäik ja tugev, deformatsioonid peaksid koonduma isolaatoritele ning kliirensivahed (vallikraavid) peavad vältima löömist. Toimivus on määratletud SLS-i, ULS-i ja MCE-tingimuste jaoks.

ISO 23618 võimaldab samaväärset lineaarset analüüsi (efektiivne jäikus ja summutus) ja mittelineaarset aja{1}}ajaloo analüüsi. Seadme omadused kalibreeritakse testide põhjal.

Seadmete hulka kuuluvadelastomeersed laagrid (HDRB-d, LRB-d), libisevad pendlid, lineaarsed juhikudjasiibrid. Igaüks peab vastama kandevõimele, nihkele,energia hajumine, vastupidavus ja kvaliteedikontroll.
5.1 Suure{0}}summutusega kummilaagrid (HDRB-d)
HDRB-dkoosnevad kummist ja terasest laminaatidest. Modifitseeritud kummisegud tagavad 15–18% summutuse. Need taluvad vertikaalkoormust kuni kümneid MN, võimaldavad horisontaalset nihkemoodulit ~0,4–1,0 MPa ja on vastupidavad. Levinud koolides, kontorites ja tornides.
5.2 Plii{0}}kummilaagrid (LRB)
LRB-dsisaldab keskmist juhtmepistikut, mis annab 10–12 MPa, hajutades energiat. Summutamine on 10-20%. Usaldusväärne, häälestatav ja laialdaselt kasutatav haiglates ja hädaabikeskustes. Näide: Wellingtoni haigla, Uus-Meremaa.
5.3 Kumera pinna liugurid (pendlisüsteemid)
Sfäärilised lükandsüsteemidtekitavad gravitatsiooni abil taastavat jõudu. Periood sõltub kõverusraadiusest, ei sõltu massist. Hõõrdetegurid 0,02–0,06 tagavad summutuse. Nihkevõimsus kuni 600 mm või rohkem. Kasutatakse lennujaamades ja staadionidel.
5.4 Täiendavad amortisaatorid
Viskoossed amortisaatoridhajutada energiat kiirusest{0}}sõltuva vedelikutakistuse kaudu.Hüstereetilised amortisaatoridkasutada saagist terast.Hõõrdeamortisaatoridlibiseb kontrollitud hõõrdumise all. Need suurendavad isolatsiooni, kui summutus on ebapiisav.

ISO 23618 täiendab piirkondlikke koode:
- EN 15129:2009 + AC:2010 (Euroopa) –Anti-seismilised seadmedstandardne katelaagrid, liugurid, siibrid.
- ASCE/SEI 7-22 (USA) – projekteeritud koormused, sealhulgas 17. peatükk isolatsiooni kohta.
- AASHTO LRFD juhendi spetsifikatsioonid (2014, USA) –Seismiline isolatsioonsildade disain.
ISO ühtib kontseptuaalselt mõlemaga, keskendudes toimivuspõhisele-kujundusele.

Haiglad:Kaiser Permanente haigla (California) kasutab pendliisolatsiooni.
Sillad:Akashi Kaikyō sild (Jaapan) viskoossete amortisaatoritega.
Pärand:Salt Lake City ja maakonna hoone (Utah, USA), millele on paigaldatud isolatsioon.
Tuuma:Jaapani tehased kasutavad kriitilise ohutuse tagamiseks isolatsiooni.

ISO 23618 nõuab tüübiteste (täis-skaala tsükliline), rutiinseid tehasekatsetusi, ehitusjärelevalvet ja hoolduskontrolle. EN 15129 lisab CE-märgistuse ja tehase tootmiskontrolli. USA standardid nõuavad kvalifikatsiooni testimist.

Tuulemõjud – isolaatorid ei tohi töötuule all nihkuda. Tulekahju – elastomeer vajab kaitset. Kesk-korruse isolatsioon – praktiline kõrgete hoonete jaoks, mis nõuavad hoolikat diafragma ja koormustee kujundust.

Eelised: Vähendatud kiirendused (50–70%), seadmete kaitse, töö järjepidevus, kohandatavus tagantjärele.
Piirangud: Kõrgem hind (5–10%), vallikraavi ruumivajadus, hooldus, pehmetel muldadel vähem tõhus.

Hübriidsüsteemid ühendavad kummi ja liugurid. Nutikad siibrid (magnetorheoloogilised vedelikud) võimaldavad pool{1}}aktiivset juhtimist. Tekkimas on kõrgete hoonete kesk-korruseline isolatsioon. Seadmed on kavandatud nii, et need oleksid vastupidavad mitmele-ohule (maavärin + tuul + tuli).

ISO 23618:2022 kodifitseerib ülemaailmsed parimad tavadseismiline isolatsioon. Selle filosoofia rõhutab perioodi pikendamist, lisamistsummutusja taastamise tagamine. Linkides ISO 22762 jaokselastomeersed laagridning ühtlustades standarditega EN 15129 ja ASCE 7, soodustab see ülemaailmset ühtlustamist. Isolatsioon ei ole lihtsalt struktuurne lahendus, vaid ühiskonna vastupidavusstrateegia.