15-EN15129 조항 6: 변위 의존 장치(DDD) – 표준 및 일반 제품

1. 범위 및 정의

6항은 두 가지 주요 범주를 규율합니다.DDD: 선형 장치(LD) 및 비선형 장치(NLD). 주요 정의 기능DDD수직하중을 견디지 못한다는 것입니다. 추가적으로,좌굴-제한 버팀대(BRB) 구조 내에서 추가 감쇠를 제공하는 것은 명시적으로 다음과 같이 분류됩니다.DDD. 에 대한 보충 기술 정보DDDEN15129의 부록 D에서 확인할 수 있습니다.

이 장치는 EN 1998 시리즈를 준수하는 지진 지역의 구조물용으로만 설계되었으며, 주요 목표는 동적 거동을 조절하고 지진 에너지를 분산시켜 구조적 탄력성을 향상시켜 전체 지진 보호 시스템과 시너지 효과를 발휘하는 것입니다.

2. 분류DDD

선형 장치(LD): 선형 또는 준{0}}선형 기계적 거동을 특징으로 하는 LD는 구조적 동적 특성을 최적화하는 데 사용됩니다. 사소한 비선형성 및 에너지 소산 기능은 선형 구조 모델링과 호환되도록 설계되어 엔지니어링 분석의 단순성과 정확성을 보장합니다.

비선형 장치(NLD): 강력한 비선형 동작을 나타내는 NLD는 상당한 비선형성 및/또는 에너지 소산을 도입하여 구조적 동적 성능을 향상시킵니다. 복잡한 기계적 반응으로 인해 신뢰할 수 있는 내진 설계를 보장하려면 비선형 구조 모델링에 완전히 통합되어야 합니다.

3. 주요 성과 및 규정 준수 요구 사항

조항 6은 다음을 보장하기 위한 엄격한 성능 기준을 명시합니다.DDD지진 조건에서의 신뢰성:

변위 및 하중 저항: DDD최소 안전계수( )가 1.1인 지정된 변위 또는 하중 제한(둘 중 먼저 도달하는 기준)을 견뎌야 합니다. 격리 시스템에 통합된 구성요소의 경우 이러한 요소는 격리 장치의 변위 용량에 맞춰 조정됩니다(EN15129의 8항 참조).

힘-변위 곡선:변위 또는 하중이 지정된 설계 한계에 도달할 때 곡선은 하강 추세를 나타내지 않아야 지진 발생 시 안정적인 하중-지탱 능력을 보장할 수 있습니다.

주기적 안정성:효과적인 강성과 효과적인 댐핑DDD주기 전반에 걸쳐 안정적으로 유지되어야 합니다. 사이클 i가 2보다 크거나 같은 경우 세 번째 사이클(안정적인 성능을 위한 기준점)과의 편차가 10%를 초과해서는 안 됩니다.

잔여 변위:사용 가능성 한계 상태(SLS) 지진 활동에서는 무{0}힘 잔류 변위를 최소화해야 하며(설계 변위의 5% 또는 최소 10mm 중 더 큰 값 권장) 지진 후 구조적 손상 및 수리 비용을 줄여야 합니다.-

4. 재료 및 테스트 요구 사항

재료DDD'핵심 재료'(주기적인 지진 성능에 중요)와 '구조 재료'(내하중 기능용)로 분류됩니다.- 엘라스토머, 강철, 형상기억합금(SMA)과 같은 핵심 소재는 엄격한 유럽 표준을 충족해야 합니다.

엘라스토머: 저-감쇠 및 고{1}}감쇠 엘라스토머는 기판에 대한 검증된 접착 강도와 함께 각각 8항의 표 10 및 11의 요구 사항을 준수해야 합니다.

강철: EN 10025, EN 10083 또는 EN 10088 시리즈 표준을 준수하여 연성 및 피로 저항을 보장해야 합니다.

특수 재료(예: SMA): 상 변환 특성, 주기 성능 및 온도 적응성에 대한 추가 테스트를 통해 기존 유럽 표준을 충족해야 합니다.

테스트는 재료 유형 테스트, 공장 생산 관리(FPC) 테스트, 기기 유형 테스트, 설치 전 테스트를 포함하는 6항의 초석입니다.- 장치 형상, 재료 또는 연결 시스템이 변경되는 경우 유형 테스트가 필요하며, FPC 테스트(샘플링 비율 2% 이상)는 대량 생산에서 일관된 성능을 보장합니다.

DDD제품은 유럽과 미국의 지진 공학에서 선형 또는 비선형 특성을 기반으로 하는 다양한 용도로 널리 사용됩니다. 다음은 주류 제품, 핵심 기능 및 일반적인 사용 사례를 요약한 것입니다.

1. 선형소자(LD)

LD는 선형 구조 모델링이 필요한 프로젝트에 이상적이며 비선형 에너지 손실을 최소화하면서 안정적인 강성 조정을 제공합니다. 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

선형 금속 댐퍼

핵심 기능:탄소강 또는 저{0}}합금강으로 제조된 이 댐퍼는 상당한 항복 단계 없이 거의 -이상적인 선형 힘-변위 동작을 나타냅니다. 그들은 에너지 소산 능력이 약한 탄성 변형에 의존하여 구조적 자연 주기를 조정합니다.

신청:기존 산업 건물의 내진 개조와 같이 추가적인 에너지 소산 요구가 낮고 동적 특성 최적화가 필요한 중소형 프레임 구조에 적합합니다.

규정 준수 주요 사항: 재료는 EN 10025 표준을 충족해야 하며 유형 테스트를 통해 주기 안정성이 검증되어야 합니다.

선의점탄성 댐퍼

핵심 기능:저-감쇠 엘라스토머(8항의 표 10 준수)를 활용하는 이 댐퍼는 준-선형 감쇠 특성과 안정적인 유효 강성을 제공합니다. 강성 조정과 가벼운 에너지 소산을 결합하여 선형 동적 모델링과 호환됩니다.

신청:안정적인 온도 조건을 갖춘 중간 정도의 지진 지역에 위치한 건물의 커튼월, 장비 기초 및 보조 강성 조정 부품에 이상적입니다.

규정 준수 주요 사항:재료 매개변수 편차(공급, 온도 등으로 인한)가 6항 표 4의 한계를 충족하는지 확인하려면 동적 전단 시험이 필요합니다.

하중-베어링버클링-억제 버팀대(BRB)

핵심 기능:다음과 같이 분류됨DDD추가적인 댐핑을 제공합니다.BRB에너지 소산이 약한 선형 하중-지탱 및 강성 특성을 우선시합니다. 코어 소재는 고강도 강철(EN 10083)이며, 슬리브는 코어 버클링을 방지하여 일관된 인장 및 압축 용량을 보장합니다.

신청:내하력과 동적 특성 최적화가 모두 필요한 고층 강철 프레임과 넓은-경간 공간 구조물의 횡력-저항 시스템입니다.

규정 준수 주요 사항: 유형 테스트에는 SLS 요구 사항을 충족하는 잔류 변위가 있는 연결 시스템이 포함되어야 합니다.

2. 비선형 장치(NLD)

NLD는 강한 비선형성을 활용하여 상당한 지진 에너지를 소멸시키는 높은-지진-지역에 매우 중요합니다. 비선형 구조 모델링이 필요하며 다양한 구성으로 사용할 수 있습니다.

금속 항복 댐퍼

핵심 기능:항복 강도가 낮고 연성이 높은 저수율 강철(예: LY100, LY160, LY225)로 제작됩니다.{0}} 힘-변위 곡선은 안정적인 항복 후 강성과 탁월한 순환 에너지 소산을 통해 뚜렷한 이중선형 거동을 보여줍니다.

하위 유형: 전단-유형, 굽힘-유형, 그리고축방향-항복댐퍼,다양한 설치 공간과 힘 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

신청:특히 프레임 및 전단벽 구조의 높은-지진-지대에서 새로운 건물 내진 설계 및 기존 건물 개조.

규정 준수 주요 사항:재료에는 단조로운 장력과 주기적 성능 테스트가 필요합니다. 가속 노화(70도에서 14일) 후 성능 변화는 20%를 초과해서는 안 됩니다.

마찰 댐퍼

핵심 기능: 에너지 소산직사각형 이력-변위 곡선(강한 비선형성)을 사용하여 접촉 표면 사이의 상대 슬라이딩을 통해 달성됩니다. 마찰계수가 안정적이며,에너지 소산변위 진폭과 직접적인 관련이 있습니다. 재료 수율에 의존하지 않으므로 긴 서비스 수명과 최소한의 유지 관리가 보장됩니다.

하위 유형: 플레이트-유형, 원통형-형, 그리고구형 마찰 댐퍼, 다-방향 변위 요구사항에 적합합니다.

신청:장대-교량, 대형-경기장, 고층-구조물 및 변위 수요가 큰 기타 프로젝트. 원자력 발전소 보조 시설과 같이 장기적으로 안정적인 에너지 소산과 낮은 유지 관리가 필요한 시나리오에 이상적입니다.

규정 준수 주요 사항:마모 안정성을 검증하려면 장기간의-마찰 테스트가 필요합니다. 금속 부품의 재료 특성 상한과 하한의 비율은 1.4를 초과해서는 안 됩니다.

변위-증폭 댐퍼

핵심 기능:기계적 증폭 메커니즘(예: 토글, 가위, 기어)을 통합한 이 댐퍼는 작은 구조적 변위(3~4배)를 증폭하여 성능을 향상시킵니다.작은-변형 시나리오에서 효율성이 뛰어나고 강한 비선형성을 나타냅니다.

작동 원리:토글 버팀대, 시저 트러스 또는 기어{0}}랙 메커니즘은 층간 변위를 증폭시켜 증폭된 변위를 내부 댐핑 요소(예: 저-수율 강철 코어, 마찰 부품)에 전달하여 "작은 변위, 큰 에너지 소산"을 달성합니다.

신청:전단벽 구조, 튜브 구조, 견고한 산업 플랜트 등 측면 변형이 작은 구조물. 소규모 지진 발생 시 충분한 에너지 소산이 필요한 프로젝트에도 적합합니다.

규정 준수 하이라이트: 증폭 메커니즘의 강도와 안정성을 검증해야 합니다. 최대 변위의 25%, 50%, 100%에서 반복 테스트가 필요합니다.

형상기억합금(SMA) 댐퍼

핵심 기능:형상 기억 합금(예: Ni-Ti 합금)을 활용하는 이러한 댐퍼는 에너지를 소산하고 상 변환(마르텐사이트에서 오스테나이트로)을 통해 자기 중심화를 달성합니다. 힘-변위 곡선은 잔류 변위가 최소화된 비선형 이력 현상을 보여줍니다.

작동 원리:지진이 발생하는 동안 SMA 와이어/바는 소성 변형(마르텐사이트 변형)을 거쳐에너지를 낭비하다. 지진 발생 후- 재료는 위상 반전을 통해 자동으로 원래 모양으로 돌아가므로 구조적 잔류 변위가 크게 줄어듭니다.

신청:역사적인 건물(지진 발생 후 피해를 최소화해야 함-), 정밀 장비 공장 및 교량 확장 조인트. 에너지 소산과 자기 중심화 기능을 모두 우선시하는 프로젝트에 이상적입니다.-

규정 준수 하이라이트: 서비스 온도 범위와 변형율을 포괄하는 상 변환 특성(DSC), 단조 인장 파괴 및 순환 성능에 대한 테스트가 필요합니다. 재료는 기존 유럽 표준을 충족해야 합니다.

표준 정렬:보장하다DDD제품은 국경을 넘는 프로젝트에 대해 EN15129 조항 6과 현지 지진 표준(예: 유럽의 Eurocode 8, 미국의 ASCE 7)을 모두 준수합니다.-

모델링 호환성:정확한 지진 응답 해석을 보장하려면 선형 구조 모델링에는 LD를, 비선형 모델링에는 NLD를 선택하세요.

품질 보증:완전한 유형 테스트 인증서와 엄격한 FPC 프로세스를 갖춘 제품의 우선순위를 지정하여 대량 생산 시 성능 일관성을 보장합니다.

애플리케이션 특이성:DDD 유형을 구조적 특성(예: 변위 요구량, 강성) 및 환경 조건(예: 온도, 부식 위험)에 맞춰 내진 성능을 최적화합니다.