ISO 23618:2022 un seismiskās izolācijas ierīces — visaptverošs ievads

Zemestrīces joprojām ir viens no postošākajiem dabas apdraudējumiem apbūvētajai videi. Tradicionālā seismiskā projektēšanas filozofija pieņem strukturālus bojājumus, ja vien tiek novērsts sabrukums. Tomēr pēdējās desmitgadēs sabiedrība ir pieprasījusi lielāku noturību: ēkām ir ne tikai jāaizsargā dzīvība, bet arī jāpaliek ekspluatācijā tūlīt pēc zemestrīcēm.

Lai sasniegtu šo mērķi, inženieri visā pasaulē ir izstrādājušiseismiskās izolācijas sistēmas. Tā vietā, lai stiprinātu katru konstrukcijas elementu, izolācijas mērķis ir atsaistīt konstrukciju no zemes trīcēšanas, samazinot pārvadītos spēkus. Šī koncepcija, kas kādreiz bija jauna, ir kļuvusi par globālu praksi, aizsargājot tūkstošiem ēku, tiltu un rūpniecības objektu.

2022. gadā tika publicēts ISOISO 23618:2022 – Pamati konstrukciju projektēšanai- Vispārīgie principi ir ieslēgtiseismiski izolētas struktūras.Šis starptautiskais standarts apvieno gadu desmitiem uzkrātās zināšanas saskaņotā sistēmā, kas aptver projektēšanu, analīzi, būvniecību un apkopi. Tas izceļ lomugumijas gultņi, bīdāmās ierīces un amortizatorikā būtiski izolācijas produkti.

Šis dokuments sniedz detalizētu ievadu ISO 23618, uzsverot izolācijas ierīces, piemēram,augstas{0}}amortizācijas gumijas gultņi (HDRB), svina{0}}gumijas gultņi (LRB),unviskozi slāpētāji. Tas arī novieto ISO 23618 līdzās Eiropas un Amerikas standartiem un nodrošina gadījumu izpēti, veiktspējas diskusijas un turpmākos virzienus.

ISO 23618 attiecas uzēku horizontālā seismiskā izolācijaun noteiktas struktūras. Tas neietver vertikālo izolāciju, SDG tvertnes un lielāko daļu tiltu (lai gan principi var tikt pielāgoti). Standarts uzsver, ka izolācija nav papildinājums-, bet gan sistēmas-līmeņa stratēģija, kas ir jāintegrē agrīnākajā projektēšanas stadijā.

Filozofija balstās uz trim pīlāriem:
1). Strukturālā perioda pagarināšana– dabiskā perioda nobīde uz 2–3 s vai vairāk, paātrinājumu samazināšana.
2). Amortizācijas palielināšana– seismiskās enerģijas izkliedēšana, lai ierobežotu pārvietošanos.
3). Nodrošina atkārtotu-centrēšanu– atgriešanās sākotnējā stāvoklī pēc kratīšanas.
 

Izolācijas slānis atrodas starp virsbūvi un apakškonstrukciju, izturot vertikālas slodzes, pieļaujot horizontālu nobīdi līdz 600 mm un nodrošinot rotācijas elastību. Pamatnei jābūt stingrai un izturīgai, deformācijai jākoncentrējas pie izolatoriem, un klīrensa spraugām (grāvjiem) ir jānovērš sitieni. Veiktspēja ir noteikta SLS, ULS un MCE nosacījumiem.

ISO 23618 ļauj veikt līdzvērtīgu lineāro analīzi (efektīvā stingrība un slāpēšana) un nelineāro laika vēstures analīzi. Ierīces īpašības tiek kalibrētas, izmantojot testus.

Ierīces ietverelastomēra gultņi (HDRB, LRB), slīdošie svārsti, lineārās vadotnes, unamortizatori. Katram jāatbilst kravnesībai, pārvietojumam,enerģijas izkliede, izturība un kvalitātes kontrole.
5.1 Augstas{0}}amortizācijas gumijas gultņi (HDRB)
HDRBsastāv no gumijas un tērauda laminēšanas. Modificētie gumijas savienojumi nodrošina 15–18% amortizāciju. Tie atbalsta vertikālas slodzes līdz desmitiem MN, pieļauj horizontālo bīdes moduli ~0,4–1,0 MPa un ir izturīgi. Izplatīts skolās, birojos un torņos.
5.2 Svina{0}}gumijas gultņi (LRB)
LRBir iekļauts centrālais vadu spraudnis, kas nodrošina 10–12 MPa spriegumu, izkliedējot enerģiju. Amortizācija ir 10-20%. Uzticama, regulējama un plaši pielietojama slimnīcās un neatliekamās palīdzības centros. Piemērs: Velingtonas slimnīca, Jaunzēlande.
5.3 Izliektas virsmas slīdņi (svārsta sistēmas)
Sfēriskās bīdāmās sistēmasradīt atjaunojošo spēku ar gravitācijas palīdzību. Periods ir atkarīgs no izliekuma rādiusa, neatkarīgi no masas. Berzes koeficienti 0,02–0,06 nodrošina amortizāciju. Nobīdes jauda līdz 600 mm vai vairāk. Izmanto lidostās un stadionos.
5.4 Papildu amortizatori
Viskozi amortizatoriizkliedē enerģiju, izmantojot no ātruma{0}}atkarīgo šķidruma pretestību.Histerētiski slāpētājiizmantojiet ražīgu tēraudu.Berzes slāpētājislīd zem kontrolētas berzes. Tie uzlabo izolāciju, ja amortizācija nav pietiekama.

ISO 23618 papildina reģionālos kodus:
- EN 15129:2009 + AC:2010 (Eiropa) —Pret-seismiskas ierīcesstandarta pārklājumsgultņi, slīdņi, amortizatori.
- ASCE/SEI 7-22 (ASV) — projektētās slodzes, tostarp 17. nodaļa par izolāciju.
- AASHTO LRFD rokasgrāmatas specifikācijas (2014, ASV) —Seismiskā izolācijatiltu dizains.
ISO konceptuāli atbilst abiem, koncentrējoties uz veiktspēju{0}}balstītu dizainu.

Slimnīcas:Kaiser Permanente slimnīca (Kalifornija) izmanto svārsta izolāciju.
Tilti:Akashi Kaikyō tilts (Japāna) ar viskoziem amortizatoriem.
Mantojums:Soltleiksitijas un apgabala ēka (Jūta, ASV), kas modernizēta ar izolāciju.
Kodolenerģija:Japānas rūpnīcas kritiskai drošībai izmanto izolāciju.

Saskaņā ar ISO 23618 ir nepieciešamas tipa pārbaudes (pilna-mēroga cikliskas), kārtējās rūpnīcas pārbaudes, būvuzraudzība un apkopes pārbaudes. EN 15129 pievieno CE-marķējumu un rūpnīcas ražošanas kontroli. ASV standarti pieprasa kvalifikācijas pārbaudi.

Vēja ietekme – izolatori nedrīkst pārvietoties zem ekspluatācijas vēja. Ugunsgrēka elastomēram nepieciešama aizsardzība. Vidus-stāvu izolācija — praktiska augstām ēkām, kam nepieciešama rūpīga diafragmas un slodzes trajektorijas projektēšana.

Priekšrocības: Samazināts paātrinājums (50–70%), aprīkojuma aizsardzība, darbības nepārtrauktība, pielāgojamība modernizācijai.
Ierobežojumi: Augstākas izmaksas (5–10%), nepieciešamas vietas grāvim, apkope, mazāk efektīva mīkstās augsnēs.

Hibrīdās sistēmas apvieno gumiju un slīdņus. Viedie amortizatori (magnetoreoloģiskie šķidrumi) nodrošina daļēji{1}}aktīvu vadību. Augsta ēka vidus-stāvu izolācija parādās. Ierīces ir izstrādātas tā, lai tās būtu izturīgas pret vairāku -bīstamību (zemestrīce + vējš + uguns).

ISO 23618:2022 kodificē pasaules labāko praksiseismiskā izolācija. Tās filozofija uzsver perioda pagarināšanu, pievienošanuamortizācija, un nodrošinot atjaunināšanu. Sasaistot ar ISO 22762 parelastomēra gultņiun saskaņojot ar EN 15129 un ASCE 7, tas veicina globālu saskaņošanu. Izolācija nav tikai strukturāls risinājums, bet gan sabiedrības noturības stratēģija.