Shrnutí srovnání japonského kódu návrhu seismické izolace se zámořskými kódy

V říjnu 2022 ISO 23618:2022 (Základy pro navrhování konstrukcí - Obecné zásady proseismicky izolované konstrukce) byl zveřejněn. Tento dokument porovnává podrobnénávrh seismické izolacepostupy čtyř regionů/zemí-Japonska (č. oznámení MLIT. 2009), Číny (GB/T 51408-2021), USA (ASCE 7-16) a Eurokódu (EC8) – k navržení společného pracovního postupu návrhu pro inženýrskou praxi. Mezi klíčové srovnávací kóty patří seizmická zatížení, metody výpočtu, hlavní kombinace zatížení aizolační zařízenítestovací metody. Sedmipodlažní železobetonový (RC) model budovy se používá k demonstraci návrhových postupů se shrnutím výsledků z ekvivalentní lineární metody (ELM) a analýzy historie odezvy (THA).

Hlavní rozdíly v seismických zatíženích, metodách analýzy, kombinacích zatížení a zkoušení zařízení napříč čtyřmi předpisy jsou shrnuty v tabulce 1 (obecná ustanovení) a tabulce 2 (konečný mezní stav, ULS, požadavky).
Tabulka 1: Klíčová ustanoveníKódy návrhu seismické izolace

Tabulka 2: Seismické zatížení ULS a super{1}}požadavky na odezvu struktury

Poznámky ke kódu klíče-:

1. Filozofie návrhu: Japonsko používá metodu návrhu přípustného napětí; Čína, USA a EC8 používají metodu návrhu mezního stavu.
2. Tahová zatížení: Čína a USA mají ve srovnání s Japonskem kritické konstrukce tahového zatížení (s použitím zařízení odolnějších v tahu-).
3. Kontrola kvality zařízení: Všechny kódy vyžadují přísné testování prototypů; Japonsko a USA testují 100 % produkčních zařízení, zatímco Čína a EC8 umožňují odběr vzorků.

3.1 Model analýzy
Je použita upravená 7patrová budova RC (založená na Saito 2011 a Feng 2022). Klíčové parametry:
1. Pevné-základní periody: Směr snímku (Tx): 0,564, 0,190, 0,107 s; Směr smykové stěny (Ty): 0,238, 0,105, 0,087 s.
2. Izolační zařízení: Olověná pryžová ložiska (LRB)(vybráno pro vratnou sílu a tlumení).
Průměr: 650–750 mm (Japonsko, Čína, EC8); 900 mm (USA, kvůli velkému seismickému zatížení MCER).
Tabulka 3: Nominální návrhové vlastnosti izolačního systému

3.2 Seismické zatížení
1. Cílová místa: Tokio (Japonsko), Peking (Čína), San Francisco (USA), Reggio Calabria (EC8).
2. Stav půdy: Pevný profil; průměrná rychlost smykové vlny (horních 30 m): 209 m/s.
3. Spektrální charakteristiky:
1) 5% tlumení: USA má největší zrychlení/pseudorychlostní spektrum (≈1,5x Japonsko).
2) Pseudorychlostní spektra: Zvyšuje se s periodou (Čína); konstantní/klesá (Japonsko, USA, EC8).
3) Tlumení ULS pro izolované budovy: ~20%.
3.3 Výsledky analýzy odezvy
Jsou porovnány dvě hlavní metody: ELM (ekvivalentní lineární metoda) a THA (analýza historie odezvy).
3.3.1 Ekvivalentní lineární metoda (ELM)
Všechny kódy definují ELM pro systémy s jedním -stupněm--volnosti (SDOF), ale s různou použitelností. Čína používá 85% ekvivalentní hmotnost a vypočítává odezvy pro zatížení 475 let a 2475 let (bez ohledu na hraniční vlastnosti).
Tabulka 4: Klíčové výsledky odezvy ELM a THA

3.3.2 Analýza historie odezvy (THA)
1. Zemní pohyby:6 párů (Japonsko, max. hodnoty); 10 párů (Čína, USA, EC8, průměrné hodnoty); všechny odpovídají 5 % návrhových spekter.
2. Modelování:
a) 3D rám;LRBidealizované jako bilineární.
b) Horizontální analýza: Rayleighovo tlumení (tlumení izolačního systému=0; tlumení 1./2. periody nadstavby=3%).
c) Super{0}}struktura: Ne-lineární (Japonsko, Čína); elastické (USA, EC8).
3. Software:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Čína, RSA); ETABS V18 (vertikální RSA).
4. Vertikální analýza:RSA s Rayleighovým tlumením (1./2. vertikální tlumení =3%); režimy vibrací paprsku jsou výrazné (kvůli vysoké svislé tuhosti izolace).
3.3.3 Hlavní zjištění
1. Japonsko:ULS izolace drift > SLS drift; ELM a THA jsou vybírány nezávisle (20 % ELM, 80 % THA v praxi); Kobe NS v blízkosti-polního pohybu země produkuje největší smyk (přesahující ELM); ELM předpovídá větší deformaci izolace.
2. Čína:475-roční zatížení (RSA) navrhuje nástavbu; 2475-leté zatížení (THA) kontroluje drift; návrhové zatížení využívá maximum výsledků RSA/THA.
3. USA:Výsledky THA jsou omezeny ELM; ELM smyk je o něco větší než seismický návrh (kvůli Rᵢ=1.875 pro izolaci oproti R=5 pro normální seismický návrh).

Tento dokument srovnávánávrh seismické izolacepostupy Japonska, Číny, USA a EC8 se zaměřením na seismická zatížení, metody analýzy a testování zařízení. 7-patrový model budovy RC demonstruje pracovní postupy návrhu s porovnáním výsledků ELM a THA. Cílem je navrhnout společný návrhový postup pro inženýrskou praxi, který se bude zabývat rozdíly ve filozofii návrhu, kombinacích zatížení a požadavcích analýzy, které jsou specifické pro daný předpis.

Veškerý výše uvedený obsah pochází z „Porovnání japonštinyKód návrhu seismické izolacese zámořskými kódy" JSSI duben 2024.