15-EN15129 Kapitola 6: Zařízení závislá na posunu (DDD) – Normy a typické produkty

1. Rozsah a definice

Ustanovení 6 upravuje dvě hlavní kategorieDDD: lineární zařízení (LD) a nelineární zařízení (NLD). Klíčová definující vlastnostDDDje, že nenesou vertikální zatížení. navícvzpěrné-vzpěry(BRB), které poskytují dodatečné tlumení uvnitř konstrukcí, jsou výslovně klasifikovány jakoDDD. Doplňující technické informace oDDDje k dispozici v příloze D normy EN15129.

Tato zařízení jsou určena výhradně pro konstrukce v seismických oblastech v souladu s řadou EN 1998, s primárním cílem zvýšit odolnost konstrukce regulací dynamického chování a rozptylem seismické energie, a tím pracovat synergicky s celkovým systémem seismické ochrany.

2. KlasifikaceDDD

Lineární zařízení (LD): LD se vyznačují lineárním nebo kvazi{0}}lineárním mechanickým chováním a používají se k optimalizaci dynamických vlastností struktury. Jejich malá nelinearita a schopnosti rozptylu energie jsou navrženy tak, aby byly kompatibilní s lineárním strukturálním modelováním a zajistily jednoduchost a přesnost v inženýrské analýze.

Nelineární zařízení (NLD): NLD vykazují silné nelineární chování a zlepšují strukturální dynamický výkon zavedením významné nelinearity a/nebo ztráty energie. Kvůli jejich složité mechanické odezvě musí být plně začleněny do nelineárního strukturálního modelování, aby byl zajištěn spolehlivý seismický návrh.

3. Klíčové požadavky na výkon a shodu

Kapitola 6 specifikuje přísná výkonnostní kritéria, která mají být zajištěnaDDDspolehlivost za seismických podmínek:

Výtlak a odolnost proti zatížení: DDDmusí odolat stanoveným limitům posunutí nebo zatížení (podle toho, čeho je dosaženo dříve), s minimálním bezpečnostním faktorem ( ) 1,1. U součástí integrovaných do izolačních systémů jsou tyto faktory upraveny tak, aby byly v souladu s kapacitou přemístění izolačních zařízení (viz kapitola 8 normy EN15129).

Force-Křivka posunutí:Křivka nesmí vykazovat sestupný trend, když posunutí nebo zatížení dosáhnou stanovených návrhových limitů, což zajistí stabilní nosnost-při seismických událostech.

Cyklická stabilita:Efektivní tuhost a efektivní tlumeníDDDmusí zůstat stabilní napříč cykly. Pro cykly i Větší nebo rovné 2 nesmí odchylky od 3. cyklu (referenční bod pro stabilní výkon) překročit 10 %.

Zbytkový posun:Při seismických účincích v mezním stavu použitelnosti (SLS) musí být zbytkový posun nulové síly minimalizován (doporučeno 5 % projektovaného posunu nebo alespoň 10 mm, podle toho, která hodnota je větší), čímž se sníží poškození konstrukce po-zemětřesení a náklady na opravy.

4. Materiál a požadavky na zkoušení

Materiály proDDDse dělí na „materiály jádra“ (kritické pro cyklickou seismickou výkonnost) a „konstrukční materiály“ (pro nosné-funkce). Materiály jádra, jako jsou elastomery, ocel a slitiny s tvarovou pamětí (SMA), musí splňovat přísné evropské normy:

Elastomery: Nízko{0}}tlumící a vysoce{1}}tlumící elastomery musí splňovat požadavky v tabulkách 10 a 11 kapitoly 8 s ověřenou pevností přilnutí k podkladům.

Ocel: Musí odpovídat normám řady EN 10025, EN 10083 nebo EN 10088, zajišťující tažnost a odolnost proti únavě.

Speciální materiály (např. SMA): Musí splňovat stávající evropské normy s dodatečnými testy charakteristik fázové transformace, cyklického výkonu a teplotní adaptability.

Testování je základním kamenem článku 6, včetně testování typu materiálu, testování řízení výroby (FPC), testování typu zařízení a testování před-instalací. Typové testování je vyžadováno při změnách geometrie zařízení, materiálů nebo spojovacích systémů, zatímco FPC testování (vzorkovací frekvence větší nebo rovna 2 %) zajišťuje konzistentní výkon v hromadné výrobě.

DDDprodukty jsou široce používány v evropském a americkém seismickém inženýrství, s odlišnými aplikacemi založenými na jejich lineárních nebo nelineárních charakteristikách. Níže je uveden souhrn běžných produktů, jejich základních funkcí a typických případů použití:

1. Lineární zařízení (LD)

LD jsou ideální pro projekty vyžadující lineární strukturální modelování a nabízejí stabilní nastavení tuhosti s minimálním nelineárním rozptylem energie. Mezi běžné typy patří:

Lineární kovové tlumiče

Základní vlastnosti:Tyto tlumiče jsou vyrobeny z uhlíkové oceli nebo nízkolegované oceli a vykazují téměř -ideální lineární silové-přemístění bez významných fází průtažnosti. Spoléhají na elastickou deformaci k úpravě strukturálních přirozených období se slabými schopnostmi rozptylu energie.

Aplikace:Vhodné pro malé až středně velké rámové konstrukce{0}} vyžadující dynamickou optimalizaci vlastností s nízkými potřebami dodatečného rozptylu energie, jako je seismická modernizace stávajících průmyslových budov.

Nejdůležitější údaje o shodě: Materiály musí splňovat normy EN 10025 s cyklickou stabilitou ověřenou typovým testováním.

LineárníViskoelastické tlumiče

Základní vlastnosti:Tyto tlumiče využívající elastomery s nízkým{0}}tlumením (v souladu s tabulkou 10 v kapitole 8) nabízejí kvazi-lineární charakteristiky tlumení a stabilní efektivní tuhost. Kombinují nastavení tuhosti s mírným rozptylem energie, kompatibilní s lineárním dynamickým modelováním.

Aplikace:Ideální pro obvodové pláště, základy zařízení a pomocné komponenty pro nastavení tuhosti v budovách umístěných v mírných seismických zónách se stabilními teplotními podmínkami.

Nejdůležitější údaje o shodě:Dynamické smykové zkoušky jsou vyžadovány k ověření výkonu, přičemž odchylky materiálových parametrů (v důsledku dodávky, teploty atd.) splňují limity v tabulce 4 kapitoly 6.

Ložiska zátěže-Vzpěrné-vzpěry (BRB)

Základní vlastnosti:Klasifikováno jakoDDDposkytující dodatečné tlumení, tytoBRBupřednostňovat lineární nosné-charakteristiky tuhosti se slabým rozptylem energie. Materiál jádra je vysoce-ocel (EN 10083) a pouzdro zabraňuje vyboulení jádra, aby byla zajištěna stálá tahová a kompresní kapacita.

Aplikace:Boční silové-systémy ve výškových{1}}ocelových rámech a velkoplošných{2}}rozponových prostorových konstrukcích, kde je vyžadována jak nosnost- tak optimalizace dynamických vlastností.

Nejdůležitější údaje o shodě: Typové zkoušky musí zahrnovat spojovací systémy se zbytkovým posunutím splňujícím požadavky SLS.

2. Nelineární zařízení (NLD)

NLD jsou kritické pro oblasti s vysokou-seismickou{1}}intenzitou, protože využívají silnou nelinearitu k rozptýlení významné seismické energie. Vyžadují nelineární strukturální modelování a jsou k dispozici v různých konfiguracích:

Kovové tlumiče výtěžnosti

Základní vlastnosti:Vyrobeno z oceli s nízkou{0}}výtěžností (např. LY100, LY160, LY225) s nízkou mezí kluzu a vysokou tažností. Křivka síly-posunu ukazuje zřetelné bilineární chování se stabilní tuhostí po kluzu po kluzu a vynikajícím cyklickým rozptylem energie.

Podtypy: Typ smyku-, ohýbání-typuaaxiální-pružné tlumiče,přizpůsobitelné různým instalačním prostorům a požadavkům na sílu.

Aplikace:Seizmický design nových budov a modernizace stávajících budov, zejména v oblastech s vysokou{0}}seismickou{1}}intenzitou pro rámové a smykové konstrukce stěn.

Nejdůležitější údaje o shodě:Materiály vyžadují monotónní tahové a cyklické testování výkonu. Po zrychleném stárnutí (14 dní při 70 stupních) nesmí změny výkonu překročit 20 %.

Třecí tlumiče

Základní vlastnosti: Ztráta energie is achieved through relative sliding between contact surfaces, with a rectangular hysteretic force-displacement curve (strong nonlinearity). The friction coefficient is stable, and ztráta energiepřímo souvisí s amplitudou posunu. Nespoléhají na výnos materiálu, zajišťují dlouhou životnost a minimální údržbu.

Podtypy: Plate-type, válcového-typua, vhodné pro více{0}}požadavky na posunutí.

Aplikace:Dlouhé-mosty, velké-stadiony, výškové-stavby a další projekty s velkými nároky na přemístění. Ideální pro scénáře vyžadující-dlouhodobě stabilní rozptyl energie a nenáročnou údržbu, jako jsou pomocná zařízení jaderných elektráren.

Nejdůležitější údaje o shodě:K ověření stability opotřebení je vyžadováno dlouhodobé{0}}testování tření. Poměr horní a dolní meze materiálových vlastností u kovových součástí nesmí překročit 1,4.

Displacement{0}}Zesílené tlumiče

Základní vlastnosti:Tyto tlumiče integrují mechanické zesilovací mechanismy (např. pákový, nůžkový, ozubený) a zesilují malé strukturální posuny (3–4krát) pro zvýšeníztráta energieúčinnost v malých-deformačních scénářích, které vykazují silnou nelinearitu.

Pracovní princip:Přepínací výztuhy, nůžkové nosníky nebo ozubené-regálové mechanismy zesilují-posílení mezi podlažími a přenášejí zesílený posuv na vnitřní tlumicí prvky (např. ocelová jádra s nízkým{4}}výtěžkem, třecí součásti), aby se dosáhlo „malého zdvihu, velkého rozptylu energie“.

Aplikace:Konstrukce s malou boční deformací, jako jsou konstrukce smykových stěn, trubkové konstrukce a tuhé průmyslové závody. Vhodné také pro projekty vyžadující dostatečný rozptyl energie při menších zemětřesení.

Nejdůležitější údaje o shodě: Musí být ověřena pevnost a stabilita zesilovacího mechanismu. Vyžaduje se cyklické testování při 25 %, 50 % a 100 % maximálního posunutí.

Tlumiče Shape Memory Alloy (SMA).

Základní vlastnosti:Tyto tlumiče využívají slitiny s tvarovou pamětí (např. slitiny Ni-Ti) a rozptylují energii a dosahují samo-středění prostřednictvím fázové transformace (martenzit na austenit). Křivka silového-posílení ukazuje nelineární hysteretické chování s minimálním zbytkovým posunem.

Pracovní princip:Během zemětřesení podléhají dráty/tyče SMA plastické deformaci (martenzitické transformaci) narozptýlit energii. Po-zemětřesení se materiál automaticky vrátí do svého původního tvaru prostřednictvím obrácení fáze, čímž se výrazně sníží strukturální zbytkové posunutí.

Aplikace:Historické budovy (vyžadující minimální škody po-zemětřesení), továrny na přesná zařízení a mostní dilatační spoje. Ideální pro projekty, které upřednostňují jak rozptylování energie, tak samostředící-možnosti.

Nejdůležitější údaje o shodě: Vyžaduje se testování charakteristik fázové transformace (DSC), monotónního porušení v tahu a cyklického výkonu, pokrývající rozsah provozních teplot a rychlosti deformace. Materiály musí splňovat stávající evropské normy.

Standardní zarovnání:ZajistitDDDprodukty splňují jak normu EN15129, článek 6, tak místní seismické normy (např. Eurocode 8 v Evropě, ASCE 7 ve Spojených státech) pro přeshraniční projekty.

Kompatibilita s modelováním:Vyberte LD pro lineární strukturální modelování a NLD pro nelineární modelování, abyste zajistili přesnou analýzu seismické odezvy.

Zajištění kvality:Upřednostňujte produkty s kompletními certifikáty typového testování a přísnými procesy FPC, abyste zaručili konzistentní výkon v hromadné výrobě.

Specifičnost aplikace:Přizpůsobte typy DDD konstrukčním charakteristikám (např. požadavek na posunutí, tuhost) a podmínkám prostředí (např. teplota, riziko koroze), abyste optimalizovali seismický výkon.