Sammendrag av sammenligning av japansk seismisk isolasjonsdesignkode med oversjøiske koder

I oktober 2022, ISO 23618:2022 (Baser for design av strukturer - Generelle prinsipper forseismisk isolerte strukturer) ble publisert. Dette dokumentet sammenligner det detaljerteseismisk isolasjonsdesignprosedyrer for fire regioner/land-Japan (MLIT Notification No. 2009), Kina (GB/T 51408-2021), USA (ASCE 7-16) og Eurocode (EC8) – for å foreslå en felles designarbeidsflyt for ingeniørpraksis. Viktige sammenligningsdimensjoner inkluderer seismiske laster, analysemetoder, hovedlastkombinasjoner ogisolasjonsanordningtestmetoder. En 7-etasjers bygningsmodell av armert betong (RC) brukes til å demonstrere designprosedyrer, med resultater fra den tilsvarende lineære metoden (ELM) og responshistorieanalyse (THA) oppsummert.

Kjerneforskjeller i seismiske laster, analysemetoder, lastkombinasjoner og enhetstesting på tvers av de fire kodene er oppsummert i Tabell 1 (generelle bestemmelser) og Tabell 2 (sluttgrensetilstand, ULS, krav).
Tabell 1: Hovedbestemmelser forSeismiske isolasjonsdesignkoder

Tabell 2: ULS seismisk belastning og super-strukturresponskrav

Nøkkelkode-spesifikke merknader:

1. Designfilosofi: Japan bruker den tillatte stressdesignmetoden; Kina, USA og EC8 bruker grensetilstandsdesignmetoden.
2. Strekkbelastninger: Kina og USA har kritiske strekkbelastningsdesign (med mer strekkbestandige enheter brukt) sammenlignet med Japan.
3. Enhetskvalitetskontroll: Alle koder krever streng prototypetesting; Japan og USA tester 100 % av produksjonsenhetene, mens Kina og EC8 tillater prøvetaking.

3.1 Analysemodell
En modifisert 7-etasjers RC-bygning (basert på Saito 2011 og Feng 2022) brukes. Nøkkelparametere:
1. Faste-base fundamentale perioder: Rammeretning (Tx): 0,564, 0,190, 0,107s; Skjærveggretning (Ty): 0,238, 0,105, 0,087s.
2. Isolasjonsanordning: Blygummilager (LRB)(valgt for gjenoppretting av kraft og demping).
Diameter: 650–750 mm (Japan, Kina, EC8); 900mm (USA, på grunn av store MCER seismiske belastninger).
Tabell 3: Nominelle designegenskaper for isolasjonssystem

3.2 Seismisk belastning
1. Målsteder: Tokyo (Japan), Beijing (Kina), San Francisco (USA), Reggio Calabria (EC8).
2. Jordforhold: Fast profil; gjennomsnittlig skjærbølgehastighet (topp 30m): 209 m/s.
3. Spektraegenskaper:
1) 5 % demping: USA har de største akselerasjons-/pseudohastighetsspektrene (≈1,5x Japans).
2) Pseudohastighetsspektra: Øker med perioden (Kina); konstant/minker (Japan, USA, EC8).
3) ULS-demping for isolerte bygninger: ~20%.
3.3 Responsanalyseresultater
To hovedmetoder sammenlignes: ELM (ekvivalent lineær metode) og THA (responshistorieanalyse).
3.3.1 Ekvivalent lineær metode (ELM)
Alle koder definerer ELM for enkelt-degree-of-freedom-systemer (SDOF), men med varierende anvendelighet. Kina bruker 85 % ekvivalent masse og beregner svar for 475-års og 2475-års belastninger (ingen grenseegenskaper vurdert).
Tabell 4: Viktige ELM- og THA-responsresultater

3.3.2 Responshistorieanalyse (THA)
1. Bakkebevegelser:6 par (Japan, maks verdier); 10 par (Kina, USA, EC8, gjennomsnittsverdier); alle samsvarer med 5 % designspektra.
2. Modellering:
a) 3D-ramme;LRBidealisert som bilineær.
b) Horisontalanalyse: Rayleigh-demping (isolasjonssystemdemping=0; super-struktur 1./2. periodedemping=3%).
c) Super-struktur: Ikke-lineær (Japan, Kina); elastisk (USA, EC8).
3. Programvare:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Kina, RSA); ETABS V18 (vertikal RSA).
4. Vertikal analyse:RSA med Rayleigh-demping (1./2. vertikal periodedemping =3%); strålevibrasjonsmoduser er fremtredende (på grunn av høy vertikal isolasjonsstivhet).
3.3.3 Hovedfunn
1. Japan:ULS-isolasjonsdrift > SLS-drift; ELM og THA velges uavhengig (20% ELM, 80% THA i praksis); Kobe NS nær-felt bakkebevegelse produserer den største skjæringen (overskrider ELM); ELM spår større isolasjonsdeformasjon.
2. Kina:475-års belastning (RSA) designer overbygningen; 2475-års belastning (THA) kontrollerer drift; designbelastning bruker maksimalt RSA/THA-resultater.
3. USA:THA-resultater er begrenset av ELM; ELM-skjæring er litt større enn seismisk design (på grunn av Rᵢ=1.875 for isolasjon vs. R=5 for normal seismisk design).

Dette dokumentet sammenlignerseismisk isolasjonsdesignprosedyrer fra Japan, Kina, USA og EC8, med fokus på seismiske belastninger, analysemetoder og enhetstesting. En 7-etasjers RC-bygningsmodell demonstrerer designarbeidsflyter, med ELM- og THA-resultater sammenlignet. Målet er å foreslå en felles designprosedyre for ingeniørpraksis, og adressere kodespesifikke forskjeller i designfilosofi, lastkombinasjoner og analysekrav.

Alt innholdet ovenfor er hentet fra "Sammenligning av japanskSeismisk isolasjonsdesignkodemed oversjøiske koder" JSSI april 2024.