EN15129 ข้อ 6:อุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ (DDD)– มาตรฐานและผลิตภัณฑ์ทั่วไป
เนื่องจากเป็นส่วนสำคัญของมาตรฐานวิศวกรรมแผ่นดินไหวของยุโรป EN15129 ข้อ 6 จึงมุ่งเน้นไปที่อุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการกระจัด (DDD)– ส่วนประกอบแผ่นดินไหวพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อปรับลักษณะไดนามิกของโครงสร้างและกระจายพลังงานแผ่นดินไหว ไม่เหมือน ความเร็ว-อุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน, ดีดีดี ประสิทธิภาพส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยการกระจัด ทำให้สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการปรับการตอบสนองแผ่นดินไหวให้เหมาะสมในโครงสร้างที่ตั้งอยู่ในโซนแผ่นดินไหวตามที่กำหนดโดยซีรีส์ EN 1998 บทความนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของข้อกำหนดหลักของข้อ 6 และสรุปโดยทั่วไปดีดีดี ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการปรับแต่งสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรม ผู้รับเหมา และทีมจัดซื้อในยุโรปและอเมริกา
ภาพรวมหลักของ EN15129 ข้อ 6
1. ขอบเขตและคำจำกัดความ
ข้อ 6 ครอบคลุมสองประเภทหลักดีดีดี: อุปกรณ์เชิงเส้น (LD) และอุปกรณ์ไม่เชิงเส้น (NLD) คุณสมบัติที่กำหนดที่สำคัญของดีดีดีคือพวกมันไม่รับน้ำหนักในแนวดิ่ง นอกจากนี้การโก่ง-เหล็กจัดฟันที่รั้งไว้(BRB) ที่ให้การหน่วงเพิ่มเติมภายในโครงสร้างจะถูกจัดประเภทอย่างชัดเจนเป็นดีดีดี- ข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมเกี่ยวกับดีดีดีมีอยู่ในภาคผนวก D ของ EN15129
อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับโครงสร้างในบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวซึ่งเป็นไปตามซีรี่ส์ EN 1998 โดยมีเป้าหมายหลักในการเพิ่มความยืดหยุ่นของโครงสร้างโดยการควบคุมพฤติกรรมแบบไดนามิกและกระจายพลังงานแผ่นดินไหว ดังนั้นจึงทำงานร่วมกับระบบป้องกันแผ่นดินไหวโดยรวม
2. การจำแนกประเภทของดีดีดี
อุปกรณ์เชิงเส้นตรง (LD): ลักษณะเฉพาะโดยพฤติกรรมเชิงกลเชิงเส้นหรือเสมือน-เชิงเส้น LD ถูกนำมาใช้เพื่อปรับคุณสมบัติไดนามิกของโครงสร้างให้เหมาะสม ความสามารถในการไม่เชิงเส้นและการกระจายพลังงานเล็กน้อยได้รับการออกแบบมาให้เข้ากันได้กับการสร้างแบบจำลองโครงสร้างเชิงเส้น ทำให้มั่นใจถึงความเรียบง่ายและความแม่นยำในการวิเคราะห์ทางวิศวกรรม
อุปกรณ์ไม่เชิงเส้น (NLD): การแสดงพฤติกรรมไม่เชิงเส้นที่รุนแรง NLDs ปรับปรุงประสิทธิภาพไดนามิกของโครงสร้างโดยแนะนำความไม่เชิงเส้นและ/หรือการกระจายพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากการตอบสนองทางกลที่ซับซ้อน จึงต้องรวมเข้ากับการสร้างแบบจำลองโครงสร้างไม่เชิงเส้นอย่างสมบูรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบแผ่นดินไหวเชื่อถือได้
3. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและการปฏิบัติตามข้อกำหนดหลัก
ข้อ 6 ระบุเกณฑ์การปฏิบัติงานที่เข้มงวดเพื่อให้มั่นใจดีดีดีความน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะแผ่นดินไหว:
ความต้านทานการกระจัดและโหลด: ดีดีดีต้องทนต่อการกระจัดหรือขีดจำกัดโหลดที่ระบุ (ขึ้นอยู่กับว่ากรณีใดจะถึงก่อน) โดยมีปัจจัยด้านความปลอดภัยขั้นต่ำ ( ) เท่ากับ 1.1 สำหรับส่วนประกอบที่รวมอยู่ในระบบแยกส่วน ปัจจัยเหล่านี้จะได้รับการปรับเปลี่ยนให้สอดคล้องกับความสามารถในการเคลื่อนย้ายของอุปกรณ์แยกส่วน (ดูข้อ 8 ของ EN15129)
แรง-เส้นโค้งการกระจัด:เส้นโค้งจะต้องไม่แสดงแนวโน้มจากมากไปน้อยเมื่อการกระจัดหรือโหลดถึงขีดจำกัดการออกแบบที่ระบุ เพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการรับน้ำหนักที่เสถียร-ในระหว่างเหตุการณ์แผ่นดินไหว
เสถียรภาพของวงจร:ความแข็งที่มีประสิทธิภาพและการหน่วงที่มีประสิทธิภาพของดีดีดีจะต้องคงที่ตลอดวงจร สำหรับรอบที่ i มากกว่าหรือเท่ากับ 2 ความเบี่ยงเบนจากรอบที่ 3 (จุดอ้างอิงสำหรับประสิทธิภาพที่มั่นคง) จะต้องไม่เกิน 10%
การกระจัดที่เหลือ:ภายใต้การดำเนินการเกี่ยวกับแผ่นดินไหวในสถานะจำกัดความสามารถในการซ่อมบำรุง (SLS) ต้องลด-แรงเคลื่อนตัวที่เหลือเป็นศูนย์ (แนะนำให้เป็น 5% ของการเคลื่อนตัวตามการออกแบบหรืออย่างน้อย 10 มม. แล้วแต่จำนวนใดจะมากกว่า) ลด-ความเสียหายทางโครงสร้างหลังแผ่นดินไหวและค่าซ่อมแซม
4. ข้อกำหนดด้านวัสดุและการทดสอบ
วัสดุสำหรับดีดีดีถูกแบ่งออกเป็น "วัสดุแกนกลาง" (สำคัญสำหรับประสิทธิภาพแผ่นดินไหวแบบไซคลิก) และ "วัสดุโครงสร้าง" (สำหรับฟังก์ชันรับน้ำหนัก-) วัสดุหลัก เช่น อีลาสโตเมอร์ เหล็ก และโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง (SMA) ต้องเป็นไปตามมาตรฐานยุโรปที่เข้มงวด:
อีลาสโตเมอร์: อีลาสโตเมอร์แดมป์ต่ำ-และแดมป์สูง-ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดในตารางที่ 10 และ 11 ของข้อ 8 ตามลำดับ โดยมีการตรวจสอบความแข็งแรงในการยึดเกาะกับซับสเตรต
เหล็ก: ต้องเป็นไปตามมาตรฐานซีรีส์ EN 10025, EN 10083 หรือ EN 10088 เพื่อให้มั่นใจถึงความเหนียวและความล้า
วัสดุพิเศษ (เช่น SMA): ต้องเป็นไปตามมาตรฐานยุโรปที่มีอยู่ พร้อมด้วยการทดสอบเพิ่มเติมสำหรับคุณลักษณะการเปลี่ยนเฟส ประสิทธิภาพของวงจร และการปรับอุณหภูมิ
การทดสอบเป็นรากฐานสำคัญของข้อ 6 รวมถึงการทดสอบประเภทวัสดุ การทดสอบการควบคุมการผลิตในโรงงาน (FPC) การทดสอบประเภทอุปกรณ์ และการทดสอบก่อน-การติดตั้ง จำเป็นต้องมีการทดสอบประเภทเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของอุปกรณ์ วัสดุ หรือระบบการเชื่อมต่อ ในขณะที่การทดสอบ FPC (อัตราการสุ่มตัวอย่างมากกว่าหรือเท่ากับ 2%) ช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในการผลิตจำนวนมาก
ทั่วไปดีดีดีผลิตภัณฑ์: การจำแนกประเภทและการใช้งาน
ดีดีดีผลิตภัณฑ์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมแผ่นดินไหวในยุโรปและอเมริกา โดยมีการใช้งานที่แตกต่างกันตามลักษณะเชิงเส้นหรือไม่เชิงเส้น ด้านล่างนี้คือบทสรุปของผลิตภัณฑ์กระแสหลัก คุณสมบัติหลัก และกรณีการใช้งานทั่วไป:
1. อุปกรณ์เชิงเส้น (LD)
LDs เหมาะสำหรับโครงการที่ต้องการการสร้างแบบจำลองโครงสร้างเชิงเส้น โดยให้การปรับความแข็งที่มั่นคงและมีการกระจายพลังงานแบบไม่เชิงเส้นน้อยที่สุด ประเภททั่วไป ได้แก่:
แดมเปอร์โลหะเชิงเส้น
คุณสมบัติหลัก:ผลิตจากเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าอัลลอยด์-ต่ำ แดมเปอร์เหล่านี้มีพฤติกรรมการเคลื่อนตัวที่ใกล้เคียง-แรงเชิงเส้นในอุดมคติ-โดยไม่มีระยะครากที่มีนัยสำคัญ พวกเขาอาศัยการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นเพื่อปรับคาบตามธรรมชาติของโครงสร้าง โดยมีความสามารถในการกระจายพลังงานต่ำ
การใช้งาน:เหมาะสำหรับโครงสร้างเฟรมขนาดเล็กถึงขนาดกลาง-ที่ต้องการการปรับคุณสมบัติแบบไดนามิกให้เหมาะสม โดยมีความต้องการการกระจายพลังงานเพิ่มเติมต่ำ เช่น การปรับปรุงแผ่นดินไหวในอาคารอุตสาหกรรมที่มีอยู่
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด: วัสดุต้องเป็นไปตามมาตรฐาน EN 10025 โดยมีการตรวจสอบความเสถียรของวงจรผ่านการทดสอบประเภทต่างๆ
เชิงเส้นแดมเปอร์แบบยืดหยุ่นหนืด
คุณสมบัติหลัก:การใช้แดมเปอร์อีลาสโตเมอร์{0}}ต่ำ (เป็นไปตามตารางที่ 10 ของข้อ 8) แดมเปอร์เหล่านี้ให้คุณลักษณะการหน่วงแบบกึ่ง-เชิงเส้นและความแข็งที่มีประสิทธิภาพที่มั่นคง โดยผสมผสานการปรับความแข็งเข้ากับการกระจายพลังงานเล็กน้อย ซึ่งเข้ากันได้กับการสร้างแบบจำลองไดนามิกเชิงเส้น
การใช้งาน:เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผนังม่าน ฐานรากอุปกรณ์ และส่วนประกอบปรับความแข็งเสริมในอาคารที่ตั้งอยู่ในเขตแผ่นดินไหวระดับปานกลางซึ่งมีสภาวะอุณหภูมิคงที่
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด:จำเป็นต้องมีการทดสอบแรงเฉือนแบบไดนามิกเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ โดยความเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์วัสดุ (เนื่องจากการจ่าย อุณหภูมิ ฯลฯ) เป็นไปตามขีดจำกัดในตารางที่ 4 ของข้อ 6
โหลด-แบริ่งการโก่งงอ-เหล็กจัดฟันแบบรั้ง (BRB)
คุณสมบัติหลัก:จำแนกเป็นดีดีดีให้การหน่วงเพิ่มเติมเหล่านี้BRBจัดลำดับความสำคัญของภาระเชิงเส้น-ของแบริ่งและความแข็งโดยมีการกระจายพลังงานต่ำ วัสดุแกนเป็นเหล็กกล้าความแข็งแรงสูง- (EN 10083) และปลอกป้องกันการโก่งงอของแกนเพื่อให้แน่ใจว่ามีแรงดึงและความสามารถในการอัดที่สม่ำเสมอ
การใช้งาน:ระบบต้านทานแรงด้านข้าง-ในโครงเหล็กแนวสูง-และโครงสร้างเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่- ซึ่งต้องใช้ทั้ง-ความสามารถในการรับน้ำหนักและคุณสมบัติไดนามิกที่เหมาะสมที่สุด
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด: การทดสอบประเภทต้องรวมระบบการเชื่อมต่อด้วย โดยมีการกระจัดที่เหลือเป็นไปตามข้อกำหนด SLS
2. อุปกรณ์ไม่เชิงเส้น (NLD)
พรรค NLD มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อพื้นที่-แผ่นดินไหว-ที่มีความรุนแรงสูง โดยใช้ประโยชน์จากความไม่เชิงเส้นที่รุนแรงเพื่อกระจายพลังงานแผ่นดินไหวที่มีนัยสำคัญ จำเป็นต้องมีการสร้างแบบจำลองโครงสร้างแบบไม่เชิงเส้นและมีการกำหนดค่าต่างๆ:
คุณสมบัติหลัก:สร้างจากเหล็กกล้าที่ให้ผลผลิตต่ำ- (เช่น LY100, LY160, LY225) ซึ่งมีความแข็งแรงให้ผลผลิตต่ำและความเหนียวสูง เส้นโค้งแรง-การกระจัดแสดงพฤติกรรมไบลิเนียร์ที่ชัดเจน โดยมีความแข็งของโพสต์-ที่เสถียรและการกระจายพลังงานแบบไซคลิกที่ดีเยี่ยม
ประเภทย่อย: เฉือน-ประเภท, การดัดงอ-ประเภท, และแดมเปอร์จ่ายแนวแกน-ปรับให้เข้ากับพื้นที่การติดตั้งและความต้องการแรงที่แตกต่างกัน
การใช้งาน:การออกแบบแผ่นดินไหวในอาคารใหม่และการปรับปรุงอาคารที่มีอยู่เดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโซน-แผ่นดินไหว-ที่มีความรุนแรงสูงสำหรับโครงสร้างกรอบและผนังรับแรงเฉือน
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด:วัสดุต้องมีการทดสอบแรงดึงแบบโมโนโทนิกและการทดสอบสมรรถนะแบบเป็นรอบ หลังจากการเร่งอายุ (14 วันที่ 70 องศา) การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพจะต้องไม่เกิน 20%
คุณสมบัติหลัก: การกระจายพลังงานทำได้โดยการเลื่อนสัมพัทธ์ระหว่างพื้นผิวสัมผัส โดยมีเส้นโค้งการกระจัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า- (ความไม่เป็นเชิงเส้นสูง) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีเสถียรภาพและการกระจายพลังงานเกี่ยวข้องโดยตรงกับแอมพลิจูดของการกระจัด ไม่ต้องพึ่งพาผลผลิตของวัสดุ ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและการบำรุงรักษาน้อยที่สุด
ประเภทย่อย: ชนิดเพลท-, ประเภททรงกระบอก-, และตัวหน่วงแรงเสียดทานทรงกลมเหมาะสำหรับข้อกำหนดการกระจัดหลาย- ทิศทาง
การใช้งาน:สะพาน-ช่วงยาว สนามกีฬา-ช่วงกว้าง โครงสร้างสูง- และโครงการอื่นๆ ที่ต้องการการเคลื่อนย้ายจำนวนมาก เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการกระจายพลังงานที่เสถียร-ในระยะยาวและการบำรุงรักษาต่ำ เช่น สิ่งอำนวยความสะดวกเสริมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด:ต้องมีการทดสอบแรงเสียดทานระยะยาว-เพื่อตรวจสอบความเสถียรของการสึกหรอ อัตราส่วนของขีดจำกัดบนและล่างของคุณสมบัติของวัสดุสำหรับส่วนประกอบโลหะต้องไม่เกิน 1.4
การกระจัด-แดมเปอร์แบบขยาย
คุณสมบัติหลัก:ด้วยการบูรณาการกลไกการขยายสัญญาณทางกล (เช่น สลับ กรรไกร เกียร์) แดมเปอร์เหล่านี้จะขยายการกระจัดของโครงสร้างขนาดเล็ก (3–4 เท่า) เพื่อปรับปรุงการกระจายพลังงานประสิทธิภาพในสถานการณ์การเสียรูปขนาดเล็ก- ซึ่งแสดงถึงความไม่เชิงเส้นอย่างมาก
หลักการทำงาน:สลับเหล็กค้ำยัน โครงถักแบบกรรไกร หรือกลไกชั้นวาง-จะขยาย-การเคลื่อนตัวของเรื่องราว โดยส่งการเคลื่อนตัวแบบขยายไปยังองค์ประกอบกันสะเทือนภายใน (เช่น แกนเหล็กที่ให้ผลตอบแทนต่ำ- ส่วนประกอบการเสียดสี) เพื่อให้ได้ "การกระจัดน้อย การกระจายพลังงานมาก"
การใช้งาน:โครงสร้างที่มีการเสียรูปด้านข้างเล็กน้อย เช่น โครงสร้างผนังรับแรงเฉือน โครงสร้างท่อ และโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความแข็ง ยังเหมาะสำหรับโครงการที่ต้องการการกระจายพลังงานอย่างเพียงพอในช่วงเกิดแผ่นดินไหวเล็กน้อย
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด: ต้องมีการตรวจสอบความแข็งแกร่งและเสถียรภาพของกลไกการขยายเสียง จำเป็นต้องมีการทดสอบแบบวนที่ 25%, 50% และ 100% ของการกระจัดสูงสุด
แดมเปอร์โลหะผสมหน่วยความจำรูปทรง (SMA)
คุณสมบัติหลัก:การใช้โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง (เช่น โลหะผสม Ni-Ti) แดมเปอร์เหล่านี้จะกระจายพลังงานและบรรลุ-การตั้งศูนย์กลางด้วยตนเองผ่านการเปลี่ยนเฟส (มาร์เทนไซต์เป็นออสเทนไนต์) เส้นโค้งแรง-ของการกระจัดแสดงพฤติกรรมฮิสทีเรียแบบไม่เชิงเส้นโดยมีการกระจัดที่ตกค้างน้อยที่สุด
หลักการทำงาน:ในระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหว สายไฟ/แท่ง SMA จะเกิดการเสียรูปแบบพลาสติก (การเปลี่ยนแปลงแบบมาร์เทนซิติก)กระจายพลังงาน- หลังแผ่นดินไหว- วัสดุจะกลับสู่รูปร่างเดิมโดยอัตโนมัติผ่านการกลับเฟส ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนตัวของโครงสร้างที่ตกค้างได้อย่างมาก
การใช้งาน:อาคารเก่าแก่ (ต้องการความเสียหายน้อยที่สุด-หลังแผ่นดินไหว) โรงงานอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ และข้อต่อขยายสะพาน เหมาะสำหรับโครงการที่ให้ความสำคัญกับทั้งการกระจายพลังงานและความสามารถในการตั้งศูนย์กลางด้วยตนเอง-
จุดเด่นด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด: จำเป็นต้องมีการทดสอบคุณลักษณะการเปลี่ยนเฟส (DSC) ความล้มเหลวของแรงดึงแบบโมโนโทนิก และประสิทธิภาพแบบไซคลิก ซึ่งครอบคลุมช่วงอุณหภูมิการใช้งานและอัตราความเครียด วัสดุต้องเป็นไปตามมาตรฐานยุโรปที่มีอยู่
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับผู้ใช้ในยุโรปและอเมริกา
การจัดตำแหน่งมาตรฐาน:ทำให้มั่นใจดีดีดีผลิตภัณฑ์เป็นไปตามทั้ง EN15129 Clause 6 และมาตรฐานแผ่นดินไหวในท้องถิ่น (เช่น Eurocode 8 ในยุโรป, ASCE 7 ในสหรัฐอเมริกา) สำหรับโครงการข้ามพรมแดน-
ความเข้ากันได้ของการสร้างแบบจำลอง:เลือก LD สำหรับการสร้างแบบจำลองโครงสร้างเชิงเส้น และ NLD สำหรับการสร้างแบบจำลองแบบไม่เชิงเส้น เพื่อให้มั่นใจถึงการวิเคราะห์การตอบสนองแผ่นดินไหวที่แม่นยำ
การประกันคุณภาพ:จัดลำดับความสำคัญของผลิตภัณฑ์ด้วยใบรับรองการทดสอบประเภทที่สมบูรณ์และกระบวนการ FPC ที่เข้มงวดเพื่อรับประกันประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในการผลิตจำนวนมาก
ความจำเพาะของแอปพลิเคชัน:จับคู่ประเภท DDD กับลักษณะโครงสร้าง (เช่น ความต้องการในการเคลื่อนที่ ความแข็ง) และสภาพแวดล้อม (เช่น อุณหภูมิ ความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแผ่นดินไหว
คำหลัก SEO
EN15129 ข้อ 6,อุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ (DDD), อุปกรณ์เชิงเส้น (LD), อุปกรณ์ไม่เชิงเส้น (NLD),แดมเปอร์แผ่นดินไหว, แดมเปอร์ผลผลิตโลหะ, ตัวหน่วงแรงเสียดทาน, แดมเปอร์โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง,การโก่ง-เหล็กจัดฟันที่รั้งไว้, มาตรฐานแผ่นดินไหวของยุโรป, EN 1998,การติดตั้งเพิ่มเติมเกี่ยวกับแผ่นดินไหว, การออกแบบโครงสร้างแผ่นดินไหว.
