ISO 23618:2022 및 지진 격리 장치 - 종합적인 소개

지진은 건축 환경에 있어서 가장 파괴적인 자연 재해 중 하나로 남아 있습니다. 기존의 내진 설계 철학은 붕괴가 방지되는 한 구조적 손상을 허용합니다. 그러나 최근 수십 년 동안 사회는 더 나은 복원력을 요구했습니다. 건물은 생명을 보호할 뿐만 아니라 지진 후에도 즉시 작동 상태를 유지해야 합니다.

이 목표를 달성하기 위해 전 세계 엔지니어들은지진 격리 시스템. 격리는 모든 구조 부재를 강화하는 대신 구조물을 지면 흔들림으로부터 분리하여 전달되는 힘을 줄이는 것을 목표로 합니다. 한때 참신했던 이 개념은 수천 개의 건물, 교량 및 산업 시설을 보호하면서 전 세계적인 관행으로 발전했습니다.

2022년 ISO가 발행됨ISO 23618:2022 – 구조물 설계의 기초- 일반 원칙지진적으로 고립된 구조물.이 국제 표준은 수십 년간의 지식을 설계, 분석, 건설 및 유지 관리를 포괄하는 일관된 프레임워크로 통합합니다. 의 역할을 강조합니다.고무 베어링, 슬라이딩 장치 및 댐퍼필수 격리 제품으로.

이 문서는 다음과 같은 절연 장치에 중점을 두고 ISO 23618에 대한 자세한 소개를 제공합니다.고-감쇠 고무 베어링(HDRB), 납-고무 베어링(LRB),그리고점성댐퍼. 또한 유럽 및 미국 표준과 함께 ISO 23618을 배치하고 사례 연구, 성능 논의 및 향후 방향을 제공합니다.

ISO 23618은 다음에 적용됩니다.건물의 수평 면진그리고 특정 구조. 수직 격리, LNG 탱크 및 대부분의 교량은 제외됩니다(원칙은 적용될 수 있음). 표준에서는 격리가 추가 기능이 아니라-최초 설계 단계에서 통합되어야 하는 시스템 수준 전략임을 강조합니다.

철학은 세 가지 기둥에 기초합니다.
1). 구조적 기간의 연장– 자연 주기를 2~3초 이상으로 이동하여 가속도를 줄입니다.
2). 댐핑 증가– 변위를 제한하기 위해 지진 에너지를 소산합니다.
3). 중앙 집중화 보장-– 흔들린 후 원래 위치로 돌아갑니다.
 

절연 레이어는 상부 구조와 하부 구조 사이에 위치하여 수직 하중을 지탱하고 최대 600mm의 수평 변위를 허용하며 회전 유연성을 제공합니다. 하부 구조는 단단하고 강해야 하며, 변형은 절연체에 집중되어야 하며 틈새(해자)는 충격을 방지해야 합니다. 성능은 SLS, ULS 및 MCE 조건에 대해 정의됩니다.

ISO 23618은 동등한 선형 분석(유효 강성 및 감쇠)과 비선형 시간-이력 분석을 허용합니다. 장치 속성은 테스트를 통해 보정됩니다.

장치에는 다음이 포함됩니다.탄성 베어링(HDRB, LRB), 슬라이딩 진자, 선형 가이드, 그리고댐퍼. 각각은 하중, 변위,에너지 소산, 내구성 및 품질 관리.
5.1 고-감쇠 고무 베어링(HDRB)
HDRB고무와 강철 라미네이션으로 구성됩니다. 수정된 고무 화합물은 15~18%의 감쇠를 제공합니다. 최대 수십 MN의 수직 하중을 지원하고 수평 전단 계수 ~0.4–1.0 MPa를 허용하며 내구성이 있습니다. 학교, 사무실, 타워에서 흔히 사용됩니다.
5.2 납-고무 베어링(LRB)
LRB10-12 MPa에서 에너지를 방출하는 중앙 리드 플러그를 통합합니다. 감쇠는 10~20%입니다. 신뢰할 수 있고 조정 가능하며 병원과 응급 센터에 널리 적용됩니다. 예: 뉴질랜드 웰링턴 병원.
5.3 곡면 슬라이더(진자 시스템)
구형 슬라이딩 시스템중력을 통해 복원력을 생성합니다. 주기는 질량과 관계없이 곡률 반경에 따라 달라집니다. 마찰 계수 0.02–0.06은 감쇠를 제공합니다. 변위 용량은 최대 600mm 이상입니다. 공항과 경기장에서 사용됩니다.
5.4 보조 댐퍼
점성댐퍼속도-에 따른 유체 저항을 통해 에너지를 소산합니다.히스테리시스 댐퍼항복강을 사용합니다.마찰 댐퍼통제된 마찰 하에서 미끄러지십시오. 이는 댐핑이 불충분한 경우 격리를 강화합니다.

ISO 23618은 지역 코드를 보완합니다.
- EN 15129:2009 + AC:2010(유럽) –지진 방지 장치-표준 피복베어링, 슬라이더, 댐퍼.
- ASCE/SEI 7-22(미국) – 격리에 관한 17장을 포함한 설계 부하.
- AASHTO LRFD 가이드 사양(2014, 미국) –지진 격리교량을 위한 디자인.
ISO는 개념적으로 두 가지 모두에 부합하며 성능 기반 설계에 중점을 둡니다.-

병원:Kaiser Permanente 병원(캘리포니아)은 진자 격리를 사용합니다.
교량:점성댐퍼가 있는 아카시해협대교(일본).
유산:격리 시설을 갖춘 솔트레이크시티 및 카운티 빌딩(미국 유타주)
핵무기:일본 공장은 중요한 안전을 위해 격리를 사용합니다.

ISO 23618은 유형 테스트(전체-주기적), 정기 공장 테스트, 건설 감독 및 유지 관리 검사를 요구합니다. EN 15129에는 CE-마킹과 공장 생산 관리가 추가되었습니다. 미국 표준에서는 자격 테스트를 요구합니다.

바람의 영향 – 아이솔레이터는 서비스 바람에 의해 변위되어서는 안 됩니다. 화재 – 엘라스토머는 보호가 필요합니다. 중간-층 격리 – 신중한 다이어프램 및 로드 경로 설계가 필요한 고층 건물에 실용적입니다.

이점: 가속 감소(50-70%), 장비 보호, 운영 연속성, 개조 적응성.
제한 사항: 높은 비용(5~10%), 해자를 위한 공간 요구 사항, 유지 관리, 연약한 토양에서는 덜 효과적입니다.

하이브리드 시스템은 고무와 슬라이더를 결합합니다. 스마트 댐퍼(자기유변유체)는 반-능동 제어를 가능하게 합니다. 고층 건물의 중간-층 격리가 등장하고 있습니다. 기기는 다양한-위험 복원력(지진 + 바람 + 화재)을 고려하여 설계되고 있습니다.

ISO 23618:2022는 글로벌 모범 사례를 성문화합니다.지진 격리. 그 철학은 기간 연장을 강조하고,제동, 중앙 집중화를 보장합니다. ISO 22762와 연동하여탄성 베어링EN 15129 및 ASCE 7에 맞춰 글로벌 조화를 촉진합니다. 고립은 단순한 구조적 해결책이 아니라 사회를 위한 회복력 전략입니다.