Visaptverošs ievads ieteikumā par izolētu pamatu ēku projektēšanu

Ieteikums projektēšanaiBāzes izolētas ēkas(ķīniešu nosaukums: 隔震结构设计), ko sastādījis Japānas Arhitektūras institūts (AIJ) un tulkojis Liu Venguangs ar Fen Demina korektūru, pirmo reizi publicēja Earthquake Press 2005. gada decembrī. Kā ievērojams darbsseismiskās izolācijas inženierija, šī grāmata sistemātiski atspoguļo dizaina principus, tehniskās detaļas, praktiskos gadījumus un atbalsta datuspamatnes-izolētas ēkas, kas kalpo kā galvenā atsauce būvinženieriem, pētniekiem un studentiem visā pasaulē-jo īpaši tiemzemestrīces{0}}reģionipiemēram, Japāna, ASV un Eiropa.

Grāmata ir strukturēta četrās daļās, katrai no kurām ir skaidrs funkcionālais izvietojums:

1. 1. daļa: DizainsBāzes izolētas konstrukcijas: koncentrējas uz pamatjēdzieniem, tostarp raksturlielumiemizolētas struktūras, pārskats parizolācijas ierīces, dizaina vispārīgie principi, ievades zemes kustība un konstrukcijas projektēšana. Tas ieliek teorētisko pamatu praktiskajam dizainam.
2. 2. daļa: skaidrojošais sējums: padziļina izpratni par galvenajām tehnoloģijām, piemēram, to efektivitātiizolētas struktūras,dizainsizolācijas gultņi (e.g., laminētas gumijas gultņi), slāpētāju veiktspējas novērtējums un zemes kustības prognozēšana.
3. 3. daļa: Dizaina piemēri: nodrošina 7 praktiskus gadījumus (piem., augstceltnes biroju ēkas, slimnīcas, datu centri), lai parādītu, kā teorētiskās metodes pielietot reālos-pasaules scenārijos, tostarp risinājumi mīksto grunts pamatiem unseismiskā modernizācijaesošajām ēkām.
4. 4. daļa: Projektēšanas datu apjoms: Piedāvā detalizētus tehniskos parametrus priekšizolācijas gultņi, amortizatori, un zemes kustība, tostarp materiāla īpašības, stinguma aprēķini un veiktspējas pārbaudes metodes{0}}, kas ir būtiskas precīzai konstrukcijai.

Grāmatā uzsvērts, ka sniegums nopamatnes-izolētas ēkasgalvenokārt ir atkarīgs noizolācijas ierīcesunenerģijas izkliedesastāvdaļas. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads par galvenajiem produktiem, to darbības mehānismiem un dizaina kritērijiem.

2.1 Izolācijas gultņi

Izolācijas gultņiir izolācijas slāņa kodols, kas atbild par vertikālo slodžu atbalstīšanu un horizontālās seismiskās kustības atsaisti. Grāmata koncentrējas uz trim galvenajiem veidiem:

2.1.1 Laminēti gumijas gultņi

Tie sastāv no mainīgiem gumijas un tērauda plākšņu slāņiem, un tiem ir augsta vertikālā stingrība un zema horizontālā stingrība,{0}}ļaujot tām izolēt horizontālo seismisko kustību, vienlaikus stabili atbalstot ēkas svaru. Atkarībā no funkcionalitātes tos iedala trīs apakštipos:

1. Dabīgās gumijas gultņi (NRB): Izmantojiet dabisko kaučuku ar izcilu elastību un zemu amortizāciju. Tie ir jāsaskaņo ar neatkarīgiem slāpētājiem, lai absorbētu seismisko enerģiju.
2. Augstas{0}}amortizācijas gumijas gultņi (HDRB): sajauciet dabisko/sintētisko kaučuku ar amortizāciju{0}}palielinošām piedevām (piemēram, ogli). Tie integrē atsperes un amortizācijas funkcijas, novēršot nepieciešamību pēc papildu amortizatoriem. Tomēr to stingrība un amortizācija ir jutīga pret temperatūru un deformāciju (piemēram, līdzvērtīga slāpēšanas attiecība samazinās, palielinoties temperatūrai).
3. Svina{0}}gumijas serdes gultņi (LRB): ievietojiet svina serdi centrāNRB. Svina kodols plastiski padodas seismiskas kustības laikā, lai absorbētu enerģiju, veidojot stabilu bilineāru histerētisku līkni. Galvenās specifikācijas: ražas spēks un pēc-izneses stingrība; svina serdes diametrs parasti ir 10–20% no gultņa diametra.

2.1.2. Bīdāmie gultņi

Paļaujieties uz slīdēšanu starp materiāliem (piemēram, PTFE un nerūsējošo tēraudu).izolēt seismisko kustību, izmantojot berzi, lai izkliedētu enerģiju. Tie ir sadalīti:

1. Cietie bīdāmie gultņi: Trūkst elastības atjaunošanās spēka; galvenokārt izmanto zemas{0}}slodzes komponentiem (piemēram, kāpnēm). Tie ir jāsaskaņo ar elastīgiem elementiem (piem.,NRB), lai atjaunotu stāvokli pēc zemestrīces.
2. Elastīgie bīdāmie gultņi:Apvienojiet bīdāmo slāni ar laminētu gumijas gultni. Gumijas slānis nodrošina nelielu -deformācijas elastību, savukārt slīdošais slānis izolē lielu seismisko kustību. Berzes koeficients ir kritisks -parasti 0,02–0,12 PTFE-nerūsējošā tērauda kombinācijām.

2.2 Amortizatori

Amortizatoru papildinājumsizolācijas gultņiabsorbējot seismisko enerģiju un ierobežojot izolācijas slāņa pārvietošanos. Grāmata tos iedala kategorijās, pamatojoties uzenerģijas izkliedemehānismi:

2.2.1Histerētiskie amortizatori

Izkliedēt enerģijumetālu plastiskas deformācijas vai berzes rezultātā:

1. Tērauda stieņu amortizatori: Izmantojiet vieglu tērauda plastisko deformāciju; histerētiskās līknes ir vārpstas{0}}formas. Tiem ir augsta izturība, taču, lai radītu efektu, ir nepieciešama liela deformācija.
2. Svina amortizatori: paļauties uz svina plastmasas plūsmu; stabilas histerētiskās īpašības un zema jutība pret temperatūru. Raidījuma spēks ir regulējams, mainot svina diametru.
3. Berzes amortizatori: Izmantojiet berzi starp saskares virsmām (piem., atsperes{2}}noslogotas tērauda plāksnes). Histerētiskās līknes ir taisnstūrveida, piemērotas nelielām-līdz-mērenām zemestrīcēm.

2.2.2 Viskozi amortizatori

Izkliedējiet enerģiju, izmantojot šķidrumu vai viskoelastīgu materiālu viskozu pretestību:

1. Eļļas amortizatori: Izmantojiet šķidruma plūsmas pretestību virzuļa{0}}cilindru struktūrā. Amortizācijas spēks ir proporcionāls ātrumam. Tie ir efektīvi ilgstošai-seismiskai kustībai.
2. Viskoelastīgie amortizatori:Izmantojiet viskoelastīgo materiālu (piem., gumijas maisījumu) bīdes deformāciju. Tie darbojas nelielā deformācijā, padarot tos piemērotus vēja vibrāciju kontrolei un nelielām zemestrīcēm.

Grāmatas izstrādes metodes sakņojas Japānas standartos, taču globālai lietošanai ir ļoti svarīgi tās salīdzināt ar ASV un Eiropas kodiem. Tālāk ir sniegts galveno noteikumu salīdzinājums (detalizēta Excel tabula ir sniegta atsevišķi, uzskaitot klauzulas -pa-klauzulu atšķirības).

3.1. Dizaina pamatfilozofijas

3.2. Design Ground Motion

1, Japāna:

Izmanto "enerģijas spektru" (ātruma ekvivalenta vērtība), lai raksturotu zemes kustību, ņemot vērā ilgu -periodu komponentus (būtiski izolācijas struktūrām ar periodiem 3–5 s).

Nepieciešams ņemt vērā divvirzienu zemes kustības ievadi; kopējā enerģija ir NS un EW komponentu summa.

2, U.S.:

Pieņem "projekta reakcijas spektru" (ASCE 7) ar 5% slāpēšanu; pielāgojas vietas klasei (A–F) un seismiskās bīstamības līmenim (S_DS, S_D1).

Parizolācijas struktūras, nosaka vismaz 3 zemes kustības ierakstus (2 vēsturiski, 1 sintētisks) laika-vēstures analīzei.

3, Eiropa:

definē "elastīgās konstrukcijas spektru" un "neelastīgās konstrukcijas spektru"; vietu klasifikācija ir balstīta uz vidējo bīdes viļņu ātrumu.

ņem vērā seismiskās bīstamības zonas (Z1–Z3) un ēku nozīmīguma klases (I–IV); attiecīgi pielāgo zemes kustības parametrus.

3.3. Izolācijas ierīces veiktspējas prasības

1, Laminēti gumijas gultņi:

Japāna (AIJ): nepieciešams S_1 > 30 , S_2 > 5 ; maksimālais ilgstošais -spiedes spriegums ir mazāks par vai vienāds ar 15 N/mm²; bīdes deformācija Reto zemestrīču gadījumā mazāka par vai vienāda ar 250%.

ASV (FEMA 356): nosaka cikliskās slodzes testus prototipiem; horizontālā stinguma novirze mazāka vai vienāda ar ±15%; izturības tests uz 50 gadiem.

Eiropa (Eirokods 8): norāda S_1, S_2 ; spiedes spriegums mazāks vai vienāds ar 20 N/mm²; bīdes deformācija Mazāka vai vienāda ar 200% HDRB.

2, Amortizatori:

Japāna: nepieciešama slāpēšanas enerģijas absorbcijas spēja, kas ir lielāka par vai vienāda ar 1,5 reizēm par projektēto seismiskās ieejas enerģiju.

ASV: histerētiskajiem amortizatoriem nosaka noguruma testus (lielāks vai vienāds ar 200 cikliem ar paredzēto pārvietojumu).

Eiropa: nepieciešami dinamiskie testi, lai pārbaudītu slāpēšanas koeficientu un spēka{0}}nobīdes raksturlielumus pie dažādiem ātrumiem.

3.4. Strukturālās analīzes metodes

1, Japāna:

Veicina "aplokšņu analīzi" (vienkāršotu metodi, kuras pamatā ir enerģijas taupīšana) provizoriskai projektēšanai; verifikācijai izmanto laika{0}}vēstures analīzi.

Vērpes gadījumā pieņem augšējo struktūru kā stingru korpusu, lai vienkāršotu aprēķinus.

2, U.S.:

Nepieciešama laika{0}}vēstures analīze visiemizolācijas struktūras; modelē izolācijas ierīces ar bilineārām vai trilineārām histerētiskām līknēm.

Daudzstāvu izolācijas ēkām ir jāņem vērā P-Δ efekti un augstākas-režīma vibrācijas.

3, Eiropa:

Ļauj izmantot līdzvērtīgu linearizācijas metodielastīgās izolācijas struktūras; nepieciešama neelastīga laika{0}}vēstures analīzeneelastīgas ierīces.

Uzsver augsnes -struktūras mijiedarbības (SSI) analīzi mīkstajām augsnēm.

3.5. Būvniecība un apkope

1, Japāna:

Uzliek 100% pārbaudiizolācijas gultņi(vertikālā stīvums, horizontālā stīvums); Pārbaudei pēc-zemestrīces ir nepieciešamas tikai vizuālas pārbaudes.

Nepieciešams marķējumsizolācijas ēkaslai novērstu šķēršļus izolācijas slāņa pārvietošanai.

2, U.S.:

Nepieciešama trešās puses{0}}pārbaude būvniecības laikā; apkopes plānos ietilpst ikgadējas vizuālas pārbaudes un 5 gadu detalizētas pārbaudes.

3, Eiropa:

Norāda izturības prasības (piemēram, gumijas gultņiem ir jāiztur ozona un temperatūras cikli); nosaka tehniskās apkopes uzskaiti uz 30 gadiem.

Ieteikums projektēšanaiBāzes izolētas ēkasnodrošina visaptverošu sistēmuseismiskās izolācijas dizains, ar-padziļinātu informāciju par ierīcēm, analīzes metodēm un praktiskiem gadījumiem. Inženieriem Japānā, ASV un Eiropā grāmata piedāvā:

Ieskats Japānas izolācijas tehnoloģijā (piem., ilgstoša -laika izolācija augstiem-augumiem un mīkstas augsnes vietām).

Pamats vietējo kodu salīdzināšanai un optimizēšanai (piem., Japānas enerģijas spektra integrēšana ASV vai Eiropas veiktspējas{4}}izveidē).

Norādījumi pārrobežu{0}}projektiem, nodrošinot atbilstību vairākiem standartiem.

Šī grāmata joprojām ir būtisks resurss virzībai uz priekšuseismiskās izolācijas prakseglobāli, savienojot teorētiskās inovācijas un inženierijas pielietojumu.