Σύνοψη Σύγκρισης Ιαπωνικού Κώδικα Σχεδιασμού Σεισμικής Απομόνωσης με Κώδικες στο εξωτερικό

Τον Οκτώβριο του 2022, ISO 23618:2022 (Βάσεις σχεδιασμού κατασκευών - Γενικές αρχές γιασεισμικά απομονωμένες κατασκευές) δημοσιεύτηκε. Αυτό το έγγραφο συγκρίνει τις λεπτομερείςσχεδιασμός σεισμικής μόνωσηςδιαδικασίες τεσσάρων περιοχών/χωρών-Ιαπωνίας (Αριθμός ειδοποίησης MLIT. 2009), Κίνας (GB/T 51408-2021), ΗΠΑ (ASCE 7-16) και του Ευρωκώδικα (EC8) - για να προτείνουν μια κοινή ροή εργασιών σχεδιασμού για πρακτική μηχανική. Οι βασικές διαστάσεις σύγκρισης περιλαμβάνουν σεισμικά φορτία, μεθόδους ανάλυσης, κύριους συνδυασμούς φορτίων καισυσκευή απομόνωσηςμεθόδους δοκιμής. Ένα μοντέλο κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα (RC) 7 ορόφων χρησιμοποιείται για την επίδειξη των διαδικασιών σχεδιασμού, με συνοπτικά τα αποτελέσματα από την ισοδύναμη γραμμική μέθοδο (ELM) και την ανάλυση ιστορικού απόκρισης (THA).

Οι βασικές διαφορές στα σεισμικά φορτία, τις μεθόδους ανάλυσης, τους συνδυασμούς φορτίων και τη δοκιμή συσκευών στους τέσσερις κώδικες συνοψίζονται στον Πίνακα 1 (γενικές διατάξεις) και στον Πίνακα 2 (τελική οριακή κατάσταση, ULS, απαιτήσεις).
Πίνακας 1: Βασικές διατάξεις τουΚώδικες Σχεδιασμού Σεισμικής Απομόνωσης

Πίνακας 2: Σεισμικό φορτίο ULS και Απαιτήσεις απόκρισης υπερ-κατασκευής

Κωδικός κλειδιού-συγκεκριμένες σημειώσεις:

1. Φιλοσοφία σχεδιασμού: Η Ιαπωνία χρησιμοποιεί την επιτρεπόμενη μέθοδο σχεδιασμού καταπόνησης. Η Κίνα, οι ΗΠΑ και η EC8 χρησιμοποιούν τη μέθοδο σχεδιασμού οριακής κατάστασης.
2. Φορτία εφελκυσμού: Η Κίνα και οι ΗΠΑ έχουν σχεδιασμούς κρίσιμων φορτίων τάνυσης (με περισσότερες συσκευές-αντοχής στην τάση που χρησιμοποιούνται) σε σύγκριση με την Ιαπωνία.
3. Έλεγχος ποιότητας συσκευής: Όλοι οι κωδικοί απαιτούν αυστηρή δοκιμή πρωτοτύπων. Η Ιαπωνία και οι ΗΠΑ δοκιμάζουν το 100% των συσκευών παραγωγής, ενώ η Κίνα και η EC8 επιτρέπουν τη δειγματοληψία.

3.1 Μοντέλο ανάλυσης
Χρησιμοποιείται ένα τροποποιημένο κτίριο RC 7 ορόφων (βασισμένο στο Saito 2011 και στο Feng 2022). Βασικές παράμετροι:
1. Σταθερές-βασικές θεμελιώδεις περίοδοι: Κατεύθυνση πλαισίου (Tx): 0,564, 0,190, 0,107s; Διεύθυνση διατμητικού τοιχώματος (Ty): 0,238, 0,105, 0,087s.
2. Συσκευή απομόνωσης: Μολύβδινα ρουλεμάν από καουτσούκ (LRB)(επιλέχτηκε για αποκατάσταση δύναμης και απόσβεσης).
Διάμετρος: 650–750 mm (Ιαπωνία, Κίνα, EC8); 900mm (ΗΠΑ, λόγω μεγάλων σεισμικών φορτίων MCER).
Πίνακας 3: Ονομαστικές ιδιότητες σχεδιασμού συστήματος απομόνωσης

3.2 Σεισμικό Φορτίο
1. Τοποθεσίες-στόχοι: Τόκιο (Ιαπωνία), Πεκίνο (Κίνα), Σαν Φρανσίσκο (ΗΠΑ), Ρέτζιο Καλάμπρια (EC8).
2. Κατάσταση εδάφους: Σταθερό προφίλ. μέση ταχύτητα κύματος διάτμησης (άνω 30m): 209 m/s.
3. Χαρακτηριστικά φασμάτων:
1) Απόσβεση 5%: Οι ΗΠΑ έχουν τα μεγαλύτερα φάσματα επιτάχυνσης/ψευδοταχύτητας (≈1,5x της Ιαπωνίας).
2) Φάσματα ψευδοταχύτητας: Αυξάνεται με την περίοδο (Κίνα). σταθερά/μειώνεται (Ιαπωνία, ΗΠΑ, EC8).
3) Απόσβεση ULS για απομονωμένα κτίρια: ~20%.
3.3 Αποτελέσματα ανάλυσης απόκρισης
Συγκρίνονται δύο κύριες μέθοδοι: ELM (ισοδύναμη γραμμική μέθοδος) και THA (ανάλυση ιστορικού απόκρισης).
3.3.1 Ισοδύναμη Γραμμική Μέθοδος (ELM)
Όλοι οι κωδικοί ορίζουν το ELM για συστήματα ενός-βαθμού--ελευθερίας (SDOF), αλλά με διαφορετική δυνατότητα εφαρμογής. Η Κίνα χρησιμοποιεί 85% ισοδύναμη μάζα και υπολογίζει τις αποκρίσεις για φορτία 475 ετών και 2475 ετών (δεν λαμβάνονται υπόψη οριακές ιδιότητες).
Πίνακας 4: Βασικά αποτελέσματα απόκρισης ELM και THA

3.3.2 Ανάλυση ιστορικού απόκρισης (THA)
1. Κινήσεις εδάφους:6 ζεύγη (Ιαπωνία, μέγιστες τιμές). 10 ζεύγη (Κίνα, ΗΠΑ, EC8, μέσες τιμές). όλα ταιριάζουν με 5% σχεδιαστικά φάσματα.
2. Μοντελοποίηση:
α) τρισδιάστατο πλαίσιο.LRBεξιδανικευμένο ως διγραμμικό.
β) Οριζόντια ανάλυση: Απόσβεση Rayleigh (απόσβεση συστήματος απομόνωσης=0· υπερ-απόσβεση 1ης/2ης περιόδου κατασκευής=3%).
γ) Σούπερ-δομή: Μη-γραμμική (Ιαπωνία, Κίνα). ελαστικό (ΗΠΑ, EC8).
3. Λογισμικό:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Κίνα, RSA); ETABS V18 (κάθετο RSA).
4. Κάθετη ανάλυση:RSA με απόσβεση Rayleigh (1η/2η απόσβεση κάθετης περιόδου=3%). Οι λειτουργίες δόνησης δέσμης είναι εμφανείς (λόγω της υψηλής κατακόρυφης ακαμψίας απομόνωσης).
3.3.3 Κύρια ευρήματα
1. Ιαπωνία:Μετατόπιση απομόνωσης ULS > Μετατόπιση SLS. Τα ELM και THA επιλέγονται ανεξάρτητα (20% ELM, 80% THA στην πράξη). Η κίνηση του εδάφους στο Κόμπε NS κοντά στο-πεδίο παράγει τη μεγαλύτερη διάτμηση (που υπερβαίνει το ELM). Το ELM προβλέπει μεγαλύτερη παραμόρφωση απομόνωσης.
2. Κίνα:Το 475-year load (RSA) σχεδιάζει την υπερκατασκευή. Το φορτίο 2475 ετών (THA) ελέγχει τη μετατόπιση. Το φορτίο σχεδιασμού χρησιμοποιεί το μέγιστο των αποτελεσμάτων RSA/THA.
3. ΗΠΑ:Τα αποτελέσματα THA περιορίζονται από την ELM. Η διάτμηση ELM είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από τη σεισμική σχεδίαση (λόγω Rᵢ=1.875 για απομόνωση έναντι R=5 για κανονικό σεισμικό σχεδιασμό).

Αυτό το έγγραφο συγκρίνεισχεδιασμός σεισμικής μόνωσηςδιαδικασίες της Ιαπωνίας, της Κίνας, των ΗΠΑ και του EC8, με επίκεντρο τα σεισμικά φορτία, τις μεθόδους ανάλυσης και τις δοκιμές συσκευών. Ένα μοντέλο κτιρίου RC 7{4}}ορόφων δείχνει ροές εργασιών σχεδιασμού, με σύγκριση των αποτελεσμάτων ELM και THA. Ο στόχος είναι να προταθεί μια κοινή διαδικασία σχεδιασμού για την πρακτική της μηχανικής, που αντιμετωπίζει τις ειδικές για τον κώδικα διαφορές στη φιλοσοφία σχεδιασμού, τους συνδυασμούς φορτίων και τις απαιτήσεις ανάλυσης.

Όλο το παραπάνω περιεχόμενο προέρχεται από το "Comparison of JapaneseΚώδικας Σχεδιασμού Σεισμικής Απομόνωσηςμε Κώδικες Εξωτερικού" JSSI Απρίλιος 2024.