สรุปการเปรียบเทียบรหัสการออกแบบการแยกแผ่นดินไหวของญี่ปุ่นกับรหัสในต่างประเทศ

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2565 ISO 23618:2022 (ฐานสำหรับการออกแบบโครงสร้าง - หลักการทั่วไปสำหรับโครงสร้างที่แยกออกจากกันแผ่นดินไหว) ได้รับการเผยแพร่แล้ว เอกสารนี้เปรียบเทียบรายละเอียดการออกแบบแยกแผ่นดินไหวขั้นตอนของสี่ภูมิภาค/ประเทศ-ญี่ปุ่น (MLIT ประกาศหมายเลข. 2009) จีน (GB/T 51408-2021) สหรัฐอเมริกา (ASCE 7-16) และรหัสยูโร (EC8) เพื่อเสนอขั้นตอนการออกแบบทั่วไปสำหรับการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม มิติการเปรียบเทียบที่สำคัญประกอบด้วยโหลดแผ่นดินไหว วิธีการวิเคราะห์ การรวมโหลดหลัก และอุปกรณ์แยกวิธีการทดสอบ แบบจำลองอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก 7 ชั้น (RC) ใช้เพื่อสาธิตขั้นตอนการออกแบบ โดยสรุปผลลัพธ์จากวิธีการเชิงเส้นเทียบเท่า (ELM) และการวิเคราะห์ประวัติการตอบสนอง (THA)

ความแตกต่างหลักเกี่ยวกับแรงแผ่นดินไหว วิธีการวิเคราะห์ การรวมกันของโหลด และการทดสอบอุปกรณ์ในรหัสทั้งสี่สรุปไว้ในตารางที่ 1 (ข้อกำหนดทั่วไป) และตารางที่ 2 (สถานะขีดจำกัดสูงสุด, ULS และข้อกำหนด)
ตารางที่ 1: บทบัญญัติสำคัญของรหัสการออกแบบการแยกแผ่นดินไหว

ตารางที่ 2: ข้อกำหนดการรับน้ำหนักแผ่นดินไหวและซุปเปอร์-ของ ULS

รหัสคีย์-หมายเหตุเฉพาะ:

1. ปรัชญาการออกแบบ: ญี่ปุ่นใช้วิธีการออกแบบความเค้นที่อนุญาต จีน สหรัฐอเมริกา และ EC8 ใช้วิธีการออกแบบสถานะขีดจำกัด
2. แรงดึง: จีนและสหรัฐอเมริกามีการออกแบบภาระแรงดึงที่สำคัญ (โดยใช้อุปกรณ์ต้านทานแรงดึงมากกว่า-) เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศญี่ปุ่น
3. การควบคุมคุณภาพอุปกรณ์: รหัสทั้งหมดต้องมีการทดสอบต้นแบบอย่างเข้มงวด ญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาทดสอบอุปกรณ์การผลิต 100% ในขณะที่จีนและ EC8 อนุญาตให้สุ่มตัวอย่างได้

3.1 แบบจำลองการวิเคราะห์
ใช้อาคาร RC 7 ชั้นที่ได้รับการดัดแปลง (อิงตาม Saito 2011 และ Feng 2022) พารามิเตอร์ที่สำคัญ:
1. คงที่-ช่วงเวลาพื้นฐาน: ทิศทางของเฟรม (Tx): 0.564, 0.190, 0.107 วินาที; ทิศทางผนังรับแรงเฉือน (Ty): 0.238, 0.105, 0.087 วินาที
2. อุปกรณ์แยก: ตลับลูกปืนยางตะกั่ว (LRB)(เลือกสำหรับการฟื้นฟูแรงและการหน่วง)
เส้นผ่านศูนย์กลาง: 650–750 มม. (ญี่ปุ่น จีน EC8); 900 มม. (สหรัฐอเมริกา เนื่องจากมีแรงแผ่นดินไหว MCER ขนาดใหญ่)
ตารางที่ 3: คุณสมบัติการออกแบบที่กำหนดของระบบแยก

3.2 แรงแผ่นดินไหว
1. ไซต์เป้าหมาย: โตเกียว (ญี่ปุ่น), ปักกิ่ง (จีน), ซานฟรานซิสโก (สหรัฐอเมริกา), เรจจิโอ คาลาเบรีย (EC8)
2. สภาพดิน: โปรไฟล์คงที่; ความเร็วคลื่นเฉือนเฉลี่ย (30m บนสุด): 209 m/s
3. ลักษณะสเปกตรัม:
1) การทำให้หมาด ๆ 5%: สหรัฐอเมริกามีสเปกตรัมความเร่ง/ความเร็วหลอกที่ใหญ่ที่สุด (ประมาณ 1.5 เท่าของญี่ปุ่น)
2) สเปกตรัมความเร็วหลอก: เพิ่มขึ้นตามระยะเวลา (จีน); ค่าคงที่/ลดลง (ญี่ปุ่น, สหรัฐอเมริกา, EC8)
3) การหน่วง ULS สำหรับอาคารที่แยกออกจากกัน: ~20%
3.3 ผลการวิเคราะห์การตอบสนอง
มีการเปรียบเทียบสองวิธีหลัก: ELM (วิธีการเชิงเส้นเทียบเท่า) และ THA (การวิเคราะห์ประวัติการตอบสนอง)
3.3.1 วิธีเทียบเท่าเชิงเส้น (ELM)
รหัสทั้งหมดกำหนด ELM สำหรับระบบ-ระดับ-ของ-เสรีภาพ (SDOF) ระดับเดียว แต่ด้วยการนำไปใช้ที่แตกต่างกัน จีนใช้มวลเทียบเท่า 85% และคำนวณการตอบสนองสำหรับภาระ 475 ปีและ 2475 ปี (ไม่พิจารณาคุณสมบัติขอบเขต)
ตารางที่ 4: ผลลัพธ์การตอบสนองที่สำคัญของ ELM และ THA

3.3.2 การวิเคราะห์ประวัติการตอบสนอง (THA)
1. การเคลื่อนที่บนพื้น:6 คู่ (ญี่ปุ่น, ค่าสูงสุด); 10 คู่ (จีน, สหรัฐอเมริกา, EC8, ค่าเฉลี่ย); ทั้งหมดตรงกับสเปกตรัมการออกแบบ 5%
2. การสร้างแบบจำลอง:
ก) เฟรม 3 มิติแอลอาร์บีอุดมคติเป็นไบลิเนียร์
b) การวิเคราะห์แนวนอน: การหน่วงของ Rayleigh (การหน่วงของระบบแยกส่วน=0; การหน่วงโครงสร้างขั้นสูงสุด- ช่วงที่ 1/2=3%)
c) โครงสร้างซุปเปอร์-: ไม่ใช่-เชิงเส้น (ญี่ปุ่น จีน); ยางยืด (USA, EC8)
3. ซอฟต์แวร์:SERA3D เวอร์ชัน 10.8 (THA); PKPM (จีน, อาร์เอสเอ); ETABS V18 (RSA แนวตั้ง)
4. การวิเคราะห์แนวตั้ง:RSA พร้อมการหน่วงของ Rayleigh (การหน่วงแนวตั้งที่ 1/2 =3%); โหมดการสั่นสะเทือนของลำแสงมีความโดดเด่น (เนื่องจากความแข็งในแนวตั้งที่แยกได้สูง)
3.3.3 ข้อค้นพบหลัก
1. ญี่ปุ่น:ดริฟท์การแยก ULS > ดริฟท์ SLS; ELM และ THA ได้รับการคัดเลือกโดยอิสระ (20% ELM, 80% THA ในทางปฏิบัติ); การเคลื่อนที่ของสนาม Kobe NS ใกล้-ทำให้เกิดแรงเฉือนที่ใหญ่ที่สุด (เกิน ELM) ELM คาดการณ์การเปลี่ยนรูปการแยกตัวที่ใหญ่ขึ้น
2. จีน:ภาระงาน 475- ปี (RSA) ออกแบบโครงสร้างส่วนบน โหลด 2,475 ปี (THA) ตรวจสอบดริฟท์; โหลดการออกแบบใช้ผลลัพธ์ RSA/THA สูงสุด
3. สหรัฐอเมริกา:ผลลัพธ์ THA ถูกจำกัดโดย ELM; แรงเฉือนของ ELM มีขนาดใหญ่กว่าการออกแบบแผ่นดินไหวเล็กน้อย (เนื่องจาก Rᵢ=1.875 สำหรับการแยกส่วน เทียบกับ R=5 สำหรับการออกแบบแผ่นดินไหวปกติ)

เอกสารนี้เปรียบเทียบการออกแบบแยกแผ่นดินไหวขั้นตอนของญี่ปุ่น จีน สหรัฐอเมริกา และ EC8 โดยเน้นที่ภาระแผ่นดินไหว วิธีการวิเคราะห์ และการทดสอบอุปกรณ์ แบบจำลองอาคาร RC สูง 7- ชั้นสาธิตขั้นตอนการออกแบบ โดยเปรียบเทียบผลลัพธ์ของ ELM และ THA เป้าหมายคือการเสนอขั้นตอนการออกแบบทั่วไปสำหรับการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม โดยระบุถึงความแตกต่างเฉพาะรหัสในปรัชญาการออกแบบ การรวมโหลด และข้อกำหนดในการวิเคราะห์

เนื้อหาทั้งหมดที่กล่าวมานี้มาจาก "การเปรียบเทียบภาษาญี่ปุ่น"รหัสการออกแบบการแยกแผ่นดินไหวด้วยรหัสต่างประเทศ" JSSI เมษายน 2024