סיכום השוואה של קוד עיצוב בידוד סיסמי יפני עם קודים בחו"ל

באוקטובר 2022, ISO 23618:2022 (בסיסים לתכנון מבנים - עקרונות כלליים עבורמבנים מבודדים סיסמית) פורסם. מסמך זה משווה את המפורטעיצוב בידוד סיסמינהלים של ארבעה אזורים/מדינות-יפן (MLIT Notification No. 2009), סין (GB/T 51408-2021), ארה"ב (ASCE 7-16), וה-Eurocode (EC8) - להציע זרימת עבודה משותפת לתכנון הנדסי. ממדי ההשוואה העיקריים כוללים עומסים סיסמיים, שיטות ניתוח, שילובי עומסים עיקריים ומכשיר בידודשיטות בדיקה. מודל בנייה של 7 קומות בטון מזוין (RC) משמש להדגמת הליכי תכנון, עם סיכום של תוצאות מהשיטה הליניארית המקבילה (ELM) וניתוח היסטוריית התגובה (THA).

הבדלי הליבה בעומסים סיסמיים, שיטות ניתוח, שילובי עומסים ובדיקת מכשירים על פני ארבעת הקודים מסוכמים בטבלה 1 (הוראות כלליות) ובטבלה 2 (מצב גבול סופי, ULS, דרישות).
טבלה 1: הוראות מפתח שלקודי עיצוב של בידוד סייסמי

טבלה 2: עומס סיסמי של ULS ודרישות סופר-תגובת מבנה

קוד מפתח-הערות ספציפיות:

1. פילוסופיית עיצוב: יפן משתמשת בשיטת עיצוב מתח המותר; סין, ארה"ב ו-EC8 משתמשות בשיטת תכנון מצב הגבול.
2. עומסי מתח: לסין ולארה"ב יש עיצובים של עומס מתח קריטי (עם יותר מכשירים עמידים-למתח) בהשוואה ליפן.
3. בקרת איכות המכשיר: כל הקודים דורשים בדיקת אב טיפוס קפדנית; יפן וארה"ב בודקות 100% ממכשירי הייצור, בעוד שסין ו-EC8 מאפשרות דגימה.

3.1 מודל ניתוח
נעשה שימוש בבניין RC שונה בן 7 קומות (מבוסס על סאיטו 2011 ופנג 2022). פרמטרים מרכזיים:
1. תקופות יסוד קבועות-: כיוון המסגרת (Tx): 0.564, 0.190, 0.107s; כיוון קיר גזירה (Ty): 0.238, 0.105, 0.087s.
2. מכשיר בידוד: מיסבי גומי עופרת (LRB)(נבחר לשחזור כוח ושיכוך).
קוטר: 650–750 מ"מ (יפן, סין, EC8); 900 מ"מ (ארה"ב, עקב עומסים סיסמיים גדולים של MCER).
טבלה 3: מאפייני עיצוב נומינליים של מערכת בידוד

3.2 עומס סיסמי
1. אתרי יעד: טוקיו (יפן), בייג'ינג (סין), סן פרנסיסקו (ארה"ב), רג'יו קלבריה (EC8).
2. מצב הקרקע: פרופיל קבוע; מהירות גלי גזירה ממוצעת (30 מ' העליון): 209 מ'/שניה.
3. מאפייני ספקטרה:
1) שיכוך של 5%: בארה"ב יש את ספקטרום התאוצה/מהירות הפסאודו הגדולים ביותר (≈1.5x של יפן).
2) ספקטרום מהירות פסאודו: עולה עם התקופה (סין); קבוע/יורד (יפן, ארה"ב, EC8).
3) שיכוך ULS עבור מבנים מבודדים: ~20%.
3.3 תוצאות ניתוח תגובה
שתי שיטות עיקריות מושוות: ELM (שיטה לינארית מקבילה) ו-THA (ניתוח היסטוריית תגובה).
3.3.1 שיטה ליניארית שווה ערך (ELM)
כל הקודים מגדירים ELM עבור מערכות-דרגת--חופש-יחידה (SDOF), אך עם ישימות משתנה. סין משתמשת ב-85% מסה שווה ערך ומחשבת תגובות לעומסים של 475 שנים ו-2475 שנים (ללא מאפייני גבולות).
טבלה 4: תוצאות מפתח של ELM ו-THA

3.3.2 ניתוח היסטוריית תגובה (THA)
1. תנועות קרקע:6 זוגות (יפן, ערכים מקסימליים); 10 זוגות (סין, ארה"ב, EC8, ערכים ממוצעים); כולם תואמים 5% ספקטרום עיצוב.
2. דוגמנות:
א) מסגרת תלת מימדית;LRBאידיאלי כבילינארי.
ב) ניתוח אופקי: שיכוך ריילי (שיכוך מערכת בידוד=0; שיכוך מבנה סופר- תקופה 1/2=3%).
ג) מבנה על-: לא-ליניארי (יפן, סין); אלסטי (ארה"ב, EC8).
3. תוכנה:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (סין, RSA); ETABS V18 (RSA אנכי).
4. ניתוח אנכי:RSA עם שיכוך ריילי (שיכוך תקופה אנכית 1/2=3%); מצבי רטט קרן בולטים (בשל קשיחות אנכית גבוהה של בידוד).
3.3.3 ממצאים עיקריים
1. יפן:סחיפה של בידוד ULS > סחיפה של SLS; ELM ו-THA נבחרים באופן עצמאי (20% ELM, 80% THA בפועל); Kobe NS ליד-תנועת הקרקע מייצרת את הגזירה הגדולה ביותר (חורגת מ-ELM); ELM חוזה עיוות בידוד גדול יותר.
2. סין:עומס 475-שנה (RSA) מעצב את מבנה העל; עומס של 2475 שנים (THA) בודק סחיפה; עומס עיצוב משתמש במקסימום תוצאות RSA/THA.
3. ארה"ב:תוצאות THA מוגבלות על ידי ELM; גזירת ELM מעט גדולה יותר מתכנון סיסמי (בשל Rᵢ=1.875 לבידוד לעומת R=5 לתכנון סיסמי רגיל).

מסמך זה משווהעיצוב בידוד סיסמינהלים של יפן, סין, ארה"ב ו-EC8, תוך התמקדות בעומסים סיסמיים, שיטות ניתוח ובדיקות מכשירים. מודל בניית RC בן 7-קומות מדגים תהליכי עבודה בתכנון, עם השוואה בין תוצאות ELM ו-THA. המטרה היא להציע הליך תכנון משותף לפרקטיקה הנדסית, תוך התייחסות להבדלים ספציפיים לקוד בפילוסופיית התכנון, שילובי עומסים ודרישות ניתוח.

כל התוכן לעיל מקורו ב"השוואה של יפניתקוד עיצוב בידוד סייסמיעם קודי חו"ל" JSSI אפריל 2024.