기본 격리 건물 설계에 대한 권장 사항에 대한 종합적인 소개

디자인에 대한 권장 사항기지 격리 건물(중국어 제목: 隔震结构设计)는 일본건축학회(AIJ)가 편찬하고 Liu Wenguang이 번역하고 Feng Demin이 교정한 것으로 2005년 12월 Earthquake Press에서 처음 출판되었습니다.면진공학, 이 책은 디자인 원칙, 기술적 세부 사항, 실제 사례 및 지원 데이터를 체계적으로 제시합니다.기지-격리 건물, 전 세계의 구조 엔지니어, 연구자, 학생, 특히 다음 분야의 학생들을 위한 핵심 참고서 역할을 합니다.-지진-다발지역일본, 미국, 유럽처럼요.

이 책은 네 부분으로 구성되어 있으며 각 부분에는 기능적 위치가 명확하게 나와 있습니다.

1. 1부: 디자인베이스 분리 구조: 의 특성을 포함한 기본 개념에 중점을 둡니다.고립된 구조물, 개요격리 장치, 설계 일반 원리, 지반 운동 입력 및 구조 설계. 실용적인 디자인을 위한 이론적 기반을 마련합니다.
2. 2부: 설명량: 효율성 등 핵심 기술에 대한 이해를 심화시킵니다.고립된 구조물,디자인절연 베어링 (e.g., 적층 고무 베어링), 댐퍼 성능 평가, 지반 운동 예측.
3. 3부: 디자인 예제: 연약한 토양 기초 및 솔루션을 포함하여 이론적 방법을 실제 시나리오에 적용하는 방법을 보여주기 위해 7가지 실제 사례(예: 고층 사무실 건물, 병원, 데이터 센터)를 제공합니다.-내진 보강기존 건물의.
4. 4부: 설계 데이터 양: 다음에 대한 자세한 기술 매개변수를 제공합니다.절연 베어링, 댐퍼및 정밀한 설계에 필수적인 재료 특성, 강성 계산, 성능 테스트 방법을 포함한 지면 운동-.

책에서는 성과를 강조한다.기지-격리 건물주로 다음에 달려있다격리 장치그리고에너지 소산구성 요소. 다음은 핵심 제품, 작동 메커니즘 및 설계 기준에 대한 자세한 소개입니다.

2.1 절연 베어링

격리 베어링수직 하중을 지지하고 수평 지진 운동을 분리하는 역할을 하는 격리 층의 핵심입니다. 이 책은 세 가지 주요 유형에 중점을 둡니다.

2.1.1 적층 고무 베어링

고무판과 강철판이 교대로 층으로 구성되어 있어 수직 강성은 높고 수평 강성은 낮습니다.{0}}건물의 무게를 안정적으로 지탱하면서 수평 지진 운동을 격리할 수 있습니다. 기능에 따라 세 가지 하위 유형으로 분류됩니다.

1. 천연고무베어링(NRB): 탄성이 우수하고 감쇠력이 낮은 천연고무를 사용합니다. 지진 에너지를 흡수하려면 독립된 댐퍼와 일치해야 합니다.
2. 고-감쇠 고무 베어링(HDRB): 천연/합성 고무와 감쇠{0}}향상 첨가제(예: 카본 블랙)를 혼합합니다. 스프링과 댐핑 기능이 통합되어 있어 추가 댐퍼가 필요하지 않습니다. 그러나 강성과 감쇠는 온도와 변형률에 민감합니다(예: 등가 감쇠비는 온도가 증가함에 따라 감소합니다).
3. 납-코어 고무 베어링(LRB): 리드코어를 중앙에 삽입합니다.NRB. 납 코어는 에너지를 흡수하기 위해 지진 운동 시 소성적으로 항복하여 안정적인 이중선형 이력 곡선을 형성합니다. 주요 사양: 항복력 및 항복 후-강성; 리드 코어 직경은 일반적으로 베어링 직경의 10-20%입니다.

2.1.2 슬라이딩 베어링

재료(예: PTFE와 스테인리스 스틸) 사이의 슬라이딩을 활용하여지진 운동을 격리, 마찰을 사용하여 에너지를 분산시킵니다. 그들은 다음과 같이 나뉩니다:

1. 견고한 슬라이딩 베어링: 탄성회복력이 부족하다. 주로 저부하 구성요소(예: 계단)에-사용됩니다. 탄성 요소와의 일치가 필요합니다(예:NRB) 지진 후 위치를 복원합니다.
2. 탄성 슬라이딩 베어링:슬라이딩 레이어와 적층 고무 베어링을 결합합니다. 고무 층은 작은-변형 탄성을 제공하는 반면, 슬라이딩 층은 큰 지진 운동을 격리합니다. 마찰 계수는 PTFE-스테인레스강 조합의 경우 매우 중요합니다.{3}}일반적으로 0.02~0.12입니다.

2.2 댐퍼

댐퍼 보충절연 베어링지진 에너지를 흡수하고 격리층 변위를 제한함으로써 책에서는 이를 기준으로 분류한다.에너지 소산메커니즘:

2.2.1히스테리시스 댐퍼

에너지를 소산하다금속의 소성 변형이나 마찰을 통해:

1. 스틸바 댐퍼: 연강의 소성 변형을 이용합니다. 이력 곡선은 스핀들-모양입니다. 내구성은 높지만 효과를 발휘하려면 큰 변형이 필요합니다.
2. 리드 댐퍼: 납의 플라스틱 흐름에 의존합니다. 안정적인 이력 특성과 낮은 온도 민감도. 리드 직경을 변경하여 항복력을 조정할 수 있습니다.
3. 마찰 댐퍼: 접촉면(예: 스프링-이 장착된 강판) 사이에 마찰을 사용합니다. 이력 곡선은 직사각형이며 소규모-~-중간 지진에 적합합니다.

2.2.2 점성댐퍼

유체 또는 점탄성 물질의 점성 저항을 통해 에너지를 소산합니다.

1. 오일 댐퍼: 피스톤-실린더 구조에서 유체 흐름 저항을 사용합니다. 감쇠력은 속도에 비례합니다. 이는 장기간-지진 운동에 효과적입니다.
2. 점탄성 댐퍼:점탄성 재료(예: 고무 혼합물)의 전단 변형을 사용합니다. 작은 변형에서도 작동하므로 바람 진동 제어 및 작은 지진에 적합합니다.

이 책의 디자인 방법은 일본 표준에 뿌리를 두고 있지만 글로벌 적용을 위해서는 미국 및 유럽 코드와 비교하는 것이 중요합니다. 다음은 핵심 조항을 비교한 것입니다. 자세한 Excel 표는 별도로 제공되며 조항-별-차이점을 나열합니다.

3.1 기본 디자인 철학

3.2 설계지면운동

1, 일본:

"에너지 스펙트럼"(속도 등가 값)을 사용하여 장주기 구성 요소(3~5초 주기의 격리 구조물에 중요)를 고려하여 지반 운동을 특성화합니다.{0}}

양방향 지반 운동 입력을 고려해야 합니다. 총 에너지는 NS와 EW 구성 요소의 합입니다.

2, U.S.:

5% 감쇠로 "설계 응답 스펙트럼"(ASCE 7)을 채택합니다. 현장 등급(A~F) 및 지진 위험 수준(S)에 맞게 조정됩니다._DS, S_D1).

을 위한격리 구조, 시간-이력 분석을 위해 최소 3개의 지반 운동 기록(역사적 2개, 합성 1개)을 요구합니다.

3, 유럽:

"탄성 설계 스펙트럼"과 "비탄성 설계 스펙트럼"을 정의합니다. 현장 분류는 평균 전단파 속도를 기준으로 합니다.

지진 위험 구역(Z1~Z3) 및 건물 중요도 등급(I~IV)을 고려합니다. 그에 따라 지면 운동 매개변수를 조정합니다.

3.3 격리 장치 성능 요구 사항

1, 적층 고무 베어링:

일본(AIJ): S_1 > 30 , S_2 > 5 필요; 최대 장기-기간 압축 응력 15 N/mm² 이하; 드문 지진의 경우 전단 변형률이 250% 이하입니다.

미국(FEMA 356): 프로토타입에 대한 순환 부하 테스트를 의무화합니다. 수평 강성 편차 ±15% 이하; 50년 동안 내구성 테스트를 거쳤습니다.

유럽(유로코드 8): S_1, S_2를 지정합니다. 압축 응력 20 N/mm² 이하; 전단 변형률은 HDRB의 경우 200% 이하입니다.

2, 댐퍼:

일본: 설계 지진 입력 에너지의 1.5배 이상의 감쇠 에너지 흡수 용량이 필요합니다.

미국: 이력 댐퍼의 경우 피로 테스트를 의무화합니다(설계 변위에서 200사이클 이상).

유럽: 다양한 속도에서 감쇠비와 힘{0}}변위 특성을 확인하기 위해 동적 테스트가 필요합니다.

3.4 구조 분석 방법

1, 일본:

예비 설계를 위한 "엔벨로프 분석"(에너지 보존을 기반으로 한 단순화된 방법)을 촉진합니다. 검증을 위해 시간-이력 분석을 사용합니다.

비틀림의 경우 계산을 단순화하기 위해 상부 구조를 강체로 가정합니다.

2, U.S.:

모든 것에 대한 시간-이력 분석이 필요합니다.격리 구조; 이중선형 또는 삼선형 이력 곡선이 있는 모델 절연 장치입니다.

고층-격리 건물의 경우 P-Δ 효과와 더 높은-모드 진동을 고려하도록 규정합니다.

3, 유럽:

에 대해 등가 선형화 방법을 허용합니다.탄성 격리 구조; 비탄력적인 시간-이력 분석이 필요합니다.비탄성 장치.

연약한 토양 현장에 대한 토양-구조 상호작용(SSI) 분석을 강조합니다.

3.5 건설 및 유지보수

1, 일본:

100% 검사를 의무화합니다.절연 베어링(수직 강성, 수평 강성); 지진 발생 후-점검에는 육안 점검만 필요합니다.

표시가 필요합니다격리 건물절연층 변위를 방해하는 것을 방지합니다.

2, U.S.:

건설 중 제3자{0}}검사가 필요합니다. 유지 관리 계획에는 연간 육안 점검과 5년간의 세부 테스트가 포함됩니다.

3, 유럽:

내구성 요구 사항을 지정합니다(예: 고무 베어링은 오존 및 온도 주기에 저항해야 함). 30년간 유지보수 기록을 의무화합니다.

디자인에 대한 권장 사항기지 격리 건물위한 포괄적인 프레임워크를 제공합니다.면진 설계,-기기, 분석 방법 및 실제 사례를 심도 있게 다루고 있습니다. 일본, 미국, 유럽의 엔지니어들에게 이 책은 다음을 제공합니다.

일본의 격리 기술에 대한 통찰력(예: 고층 건물 및 연약한 토양 부지에 대한-장기 격리-).

현지 규정을 비교하고 최적화하기 위한 기반입니다(예: 일본의 에너지 스펙트럼을 미국 또는 유럽 성능 기반 설계에 통합).

여러 표준 준수를 보장하는 국경 간 프로젝트에 대한 지침입니다.-

이 책은 발전을 위한 중요한 자원으로 남아 있습니다.면진 연습전 세계적으로 이론적 혁신과 엔지니어링 적용을 연결합니다.