Резюме на сравнението на японския код за проектиране на сеизмична изолация с чуждестранни кодове

През октомври 2022 г. ISO 23618:2022 (Основи за проектиране на конструкции - Общи принципи засеизмично изолирани структури) беше публикуван. Този документ сравнява подробнопроектиране на сеизмична изолацияпроцедури на четири региона/държави-Япония (нотификация MLIT №. 2009), Китай (GB/T 51408-2021), САЩ (ASCE 7-16) и Еврокод (EC8) – за предлагане на общ работен процес на проектиране за инженерна практика. Ключовите измерения за сравнение включват сеизмични натоварвания, методи за анализ, основни комбинации от натоварвания иизолиращо устройствометоди за изпитване. 7-етажен модел на стоманобетонна (RC) сграда се използва за демонстриране на процедури за проектиране, с обобщени резултати от еквивалентен линеен метод (ELM) и анализ на историята на реакцията (THA).

Основните разлики в сеизмичните натоварвания, методите за анализ, комбинациите от товари и тестването на устройствата в четирите кода са обобщени в таблица 1 (общи положения) и таблица 2 (крайно гранично състояние, ULS, изисквания).
Таблица 1: Основни разпоредби наКодове за проектиране на сеизмична изолация

Таблица 2: ULS сеизмично натоварване и изисквания за отговор на супер-структурата

Ключови кодове-специфични бележки:

1. Философия на дизайна: Япония използва метода за проектиране на допустимото напрежение; Китай, САЩ и EC8 използват метода за проектиране на гранично състояние.
2. Натоварвания на опън: Китай и САЩ имат проекти за натоварване на критично напрежение (с използвани устройства, устойчиви на опън) в сравнение с Япония.
3. Контрол на качеството на устройството: Всички кодове изискват стриктно тестване на прототип; Япония и САЩ тестват 100% от производствените устройства, докато Китай и EC8 позволяват вземане на проби.

3.1 Модел на анализ
Използва се модифицирана 7-етажна RC сграда (базирана на Saito 2011 и Feng 2022). Ключови параметри:
1. Фиксирани-основни основни периоди: Посока на рамката (Tx): 0,564, 0,190, 0,107s; Посока на срязващата стена (Ty): 0.238, 0.105, 0.087s.
2. Изолиращо устройство: Оловни каучукови лагери (LRB)(избрани за възстановяване на силата и затихване).
Диаметър: 650–750 mm (Япония, Китай, EC8); 900 mm (САЩ, поради големи сеизмични натоварвания на MCER).
Таблица 3: Номинални проектни свойства на изолационната система

3.2 Сеизмично натоварване
1. Целеви сайтове: Токио (Япония), Пекин (Китай), Сан Франциско (САЩ), Реджо Калабрия (EC8).
2. Състояние на почвата: Фиксиран профил; средна скорост на срязващата вълна (горните 30 m): 209 m/s.
3. Характеристики на спектрите:
1) 5% затихване: САЩ имат най-големите спектри на ускорение/псевдоскорост (≈1,5x на Япония).
2) Псевдоскоростни спектри: Увеличава се с периода (Китай); постоянно/намалява (Япония, САЩ, EC8).
3) ULS демпфиране за изолирани сгради: ~20%.
3.3 Резултати от анализа на отговора
Сравняват се два основни метода: ELM (еквивалентен линеен метод) и THA (анализ на историята на отговора).
3.3.1 Еквивалентен линеен метод (ELM)
Всички кодове дефинират ELM за системи с една-степен--свобода (SDOF), но с различна приложимост. Китай използва 85% еквивалентна маса и изчислява отговорите за 475-годишни и 2475-годишни натоварвания (без разглеждане на гранични свойства).
Таблица 4: Ключови резултати от отговора на ELM и THA

3.3.2 Анализ на историята на отговорите (THA)
1. Движения на земята:6 чифта (Япония, макс. стойности); 10 чифта (Китай, САЩ, EC8, средни стойности); всички отговарят на 5% проектни спектри.
2. Моделиране:
а) 3D рамка;LRBидеализиран като билинеен.
b) Хоризонтален анализ: затихване на Релей (затихване на изолационната система=0; затихване на супер-структура 1-ви/2-ри период=3%).
в) Супер{0}}структура: не-линейна (Япония, Китай); еластичен (САЩ, EC8).
3. Софтуер:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Китай, ЮАР); ETABS V18 (вертикален RSA).
4. Вертикален анализ:RSA с Rayleigh демпфиране (1-ви/2-ри вертикален период демпфиране=3%); режимите на вибрация на лъча са видни (поради високата вертикална коравина на изолацията).
3.3.3 Основни констатации
1. Япония:ULS изолационен дрейф > SLS дрейф; ELM и THA се избират независимо (20% ELM, 80% THA на практика); Движението на земната повърхност в близост до полето на Kobe NS предизвиква най-голямото срязване (надвишаващо ELM); ELM предвижда по-голяма деформация на изолацията.
2. Китай:475-годишно натоварване (RSA) проектира надстройката; 2475-годишно натоварване (THA) проверява дрейфа; проектното натоварване използва максималните резултати от RSA/THA.
3. САЩ:Резултатите от THA са ограничени от ELM; Срязването на ELM е малко по-голямо от сеизмичното проектиране (поради Rᵢ=1.875 за изолация срещу R=5 за нормално сеизмично проектиране).

Този документ сравнявапроектиране на сеизмична изолацияпроцедури на Япония, Китай, САЩ и EC8, фокусирани върху сеизмични натоварвания, методи за анализ и тестване на устройства. 7-етажен модел на RC сграда демонстрира работни потоци на проектиране със сравнени резултати от ELM и THA. Целта е да се предложи обща процедура за проектиране за инженерната практика, като се обърне внимание на специфичните за кода разлики във философията на дизайна, комбинациите от товари и изискванията за анализ.

Цялото съдържание по-горе произлиза от „Сравнение на японскиКод за проектиране на сеизмична изолацияс отвъдморски кодове“ JSSI април 2024 г.