Resum de la comparació del codi de disseny d'aïllament sísmic japonès amb codis d'ultramar

A l'octubre de 2022, ISO 23618:2022 (Bases per al disseny d'estructures - Principis generals per aestructures aïllades sísmicament) es va publicar. Aquest document compara el detallDisseny d'aïllament sísmicprocediments de quatre regions/països-Japó (Notificació MLIT núm.. 2009), Xina (GB/T 51408-2021), EUA (ASCE 7-16) i Eurocodi (EC8), per proposar un flux de treball de disseny comú per a la pràctica d'enginyeria. Les dimensions de comparació clau inclouen càrregues sísmiques, mètodes d'anàlisi, combinacions de càrregues principals idispositiu d'aïllamentmètodes de prova. S'utilitza un model d'edifici de formigó armat (RC) de 7 pisos per demostrar els procediments de disseny, amb els resultats del mètode lineal equivalent (ELM) i l'anàlisi de l'historial de resposta (THA) resumits.

Les diferències bàsiques en càrregues sísmiques, mètodes d'anàlisi, combinacions de càrrega i proves de dispositius en els quatre codis es resumeixen a la taula 1 (disposicions generals) i a la taula 2 (estat límit últim, ULS, requisits).
Taula 1: Disposicions clau deCodis de disseny d'aïllament sísmic

Taula 2: Requisits de càrrega sísmica ULS i super-estructura de resposta

Codi clau-notes específiques:

1. Filosofia de disseny: Japó utilitza el mètode de disseny d'estrès admissible; La Xina, els EUA i l'EC8 utilitzen el mètode de disseny d'estat límit.
2. Càrregues de tensió: la Xina i els EUA tenen dissenys crítics de càrrega de tensió (amb més dispositius-resistents a la tensió) en comparació amb el Japó.
3. Control de qualitat del dispositiu: tots els codis requereixen proves estrictes de prototips; El Japó i els Estats Units posen a prova el 100% dels dispositius de producció, mentre que la Xina i l'EC8 permeten el mostreig.

3.1 Model d'anàlisi
S'utilitza un edifici RC de 7 pisos modificat (basat en Saito 2011 i Feng 2022). Paràmetres clau:
1. Períodes fonamentals-bases fixos: Direcció de trama (Tx): 0,564, 0,190, 0,107s; Direcció de la paret de cisalla (Ty): 0,238, 0,105, 0,087 s.
2. Dispositiu d'aïllament: Coixinets de goma de plom (LRB)(seleccionat per restaurar la força i l'amortiment).
Diàmetre: 650–750 mm (Japó, Xina, EC8); 900 mm (EUA, a causa de les grans càrregues sísmiques MCER).
Taula 3: Propietats nominals de disseny del sistema d'aïllament

3.2 Càrrega sísmica
1. Llocs objectiu: Tòquio (Japó), Pequín (Xina), San Francisco (EUA), Reggio Calàbria (EC8).
2. Estat del sòl: Perfil fix; velocitat mitjana de l'ona de cisalla (30 m superiors): 209 m/s.
3. Característiques dels espectres:
1) Amortiment del 5%: els Estats Units tenen els espectres d'acceleració/pseudovelocitat més grans (≈1,5 vegades el del Japó).
2) Espectres de pseudovelocitat: augmenta amb el període (Xina); constant/disminueix (Japó, EUA, EC8).
3) Amortiment ULS per a edificis aïllats: ~20%.
3.3 Resultats de l'anàlisi de respostes
Es comparen dos mètodes principals: ELM (mètode lineal equivalent) i THA (anàlisi de l'historial de respostes).
3.3.1 Mètode lineal equivalent (ELM)
Tots els codis defineixen ELM per a sistemes de-grau-de-llibertat únic (SDOF), però amb aplicabilitat variable. La Xina utilitza un 85% de massa equivalent i calcula les respostes per a càrregues de 475 anys i 2475 anys (no es tenen en compte les propietats del límit).
Taula 4: Resultats clau de la resposta ELM i THA

3.3.2 Anàlisi de l'historial de respostes (THA)
1. Moviments de terra:6 parells (Japó, valors màxims); 10 parells (Xina, EUA, EC8, valors mitjans); tots coincideixen amb un 5% d'espectres de disseny.
2. Modelatge:
a) marc 3D;LRBidealitzat com a bilineal.
b) Anàlisi horitzontal: amortiment Rayleigh (amortiment del sistema d'aïllament=0; amortiment 1r/2n període de super-estructura=3%).
c) Super-estructura: no-lineal (Japó, Xina); elàstic (EUA, EC8).
3. Programari:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Xina, RSA); ETABS V18 (RSA vertical).
4. Anàlisi vertical:RSA amb amortiment Rayleigh (amortiment del 1r/2n període vertical=3%); Els modes de vibració del feix són destacats (a causa de la rigidesa vertical d'alta aïllament).
3.3.3 Principals troballes
1. Japó:deriva d'aïllament ULS > deriva SLS; ELM i THA es seleccionen de manera independent (20% ELM, 80% THA a la pràctica); Kobe NS prop de -el moviment del terreny del camp produeix la cisalla més gran (superant l'ELM); ELM prediu una deformació d'aïllament més gran.
2. Xina:La càrrega de 475-any (RSA) dissenya la superestructura; La càrrega de 2475 anys (THA) comprova la deriva; La càrrega de disseny utilitza el màxim de resultats RSA/THA.
3. EUA:Els resultats de THA estan limitats per ELM; El cisallament ELM és lleugerament més gran que el disseny sísmic (a causa de Rᵢ=1.875 per a l'aïllament vs. R=5 per al disseny sísmic normal).

Aquest document comparaDisseny d'aïllament sísmicprocediments del Japó, la Xina, els EUA i l'EC8, centrats en càrregues sísmiques, mètodes d'anàlisi i proves de dispositius. Un model d'edifici RC de 7-pisos demostra els fluxos de treball de disseny, amb els resultats d'ELM i THA comparats. L'objectiu és proposar un procediment de disseny comú per a la pràctica d'enginyeria, abordant les diferències específiques del codi en la filosofia de disseny, les combinacions de càrrega i els requisits d'anàlisi.

Tot el contingut anterior prové de "Comparació del japonèsCodi de disseny d'aïllament sísmicamb codis d'ultramar" JSSI abril de 2024.