ISO 23618:2022 ir seisminės izoliacijos įrenginiai – išsamus įvadas

Žemės drebėjimai tebėra vienas didžiausių grėsmių statinei aplinkai. Įprasta seisminio projektavimo filosofija priima konstrukcinius pažeidimus tol, kol išvengiama žlugimo. Tačiau pastaraisiais dešimtmečiais visuomenė reikalavo didesnio atsparumo: pastatai turėtų ne tik saugoti gyvybę, bet ir iš karto po žemės drebėjimų išlikti eksploatuojami.

Norėdami pasiekti šį tikslą, inžinieriai visame pasaulyje sukūrėseisminės izoliacijos sistemos. Užuot stiprinę kiekvieną konstrukcijos elementą, izoliacija siekiama atskirti konstrukciją nuo žemės drebėjimo ir sumažinti perduodamas jėgas. Ši koncepcija, kažkada nauja, subrendo į pasaulinę praktiką, kurioje saugomi tūkstančiai pastatų, tiltų ir pramoninių objektų.

2022 m. ISO paskelbėISO 23618:2022 – Konstrukcijų projektavimo pagrindai- Bendrieji principaiseismiškai izoliuotos konstrukcijos.Šis tarptautinis standartas sujungia dešimtmečių žinias į nuoseklią sistemą, apimančią projektavimą, analizę, konstravimą ir priežiūrą. Tai pabrėžia vaidmenįguminiai guoliai, slydimo įtaisai ir amortizatoriaikaip esminiai izoliaciniai produktai.

Šiame dokumente pateikiamas išsamus ISO 23618 įvadas, pabrėžiant izoliavimo įtaisus, tokius kaipdidelio{0}}slopinimo guminiai guoliai (HDRB), švino{0}}guminiai guoliai (LRB),irklampūs slopintuvai. Jame taip pat yra ISO 23618 kartu su Europos ir Amerikos standartais, pateikiamos atvejų analizės, aptariamos veiklos rezultatai ir pateikiamos ateities kryptys.

ISO 23618 taikomashorizontali seisminė pastatų izoliacijair tam tikros struktūros. Tai neapima vertikalios izoliacijos, SGD rezervuarų ir daugumos tiltų (nors principai gali būti pritaikyti). Standarte pabrėžiama, kad izoliacija yra ne priedas, o sistemos-lygio strategija, kuri turi būti integruota ankstyvame projektavimo etape.

Filosofija remiasi trimis ramsčiais:
1). Struktūrinio laikotarpio pailginimas– natūralaus periodo perkėlimas į 2–3 s ir daugiau, pagreičių mažinimas.
2). Didėjantis slopinimas– išsklaidyti seisminę energiją, siekiant apriboti poslinkį.
3). Pakartotinio-centravimo užtikrinimas– grįžimas į pradinę padėtį po purtymo.
 

Izoliacinis sluoksnis yra tarp antstato ir pagrindo, atlaikantis vertikalias apkrovas, leidžiantis horizontaliai pasislinkti iki 600 mm ir užtikrinantis sukimosi lankstumą. Pagrindas turi būti standus ir tvirtas, deformacijos koncentruotis ties izoliatoriais, o tarpai (grioviai) turi apsaugoti nuo daužymo. Našumas apibrėžtas SLS, ULS ir MCE sąlygomis.

ISO 23618 leidžia atlikti lygiavertę tiesinę analizę (efektyvųjį standumą ir slopinimą) ir netiesinę laiko istorijos analizę. Įrenginio savybės kalibruojamos atliekant bandymus.

Įrenginiai apimaelastomeriniai guoliai (HDRB, LRB), slenkančios švytuoklės, linijiniai kreiptuvai, iramortizatoriai. Kiekvienas turi atitikti keliamąją galią, poslinkį,energijos išsklaidymo, ilgaamžiškumas ir kokybės kontrolė.
5.1 Didelio{0}}slopinimo guminiai guoliai (HDRB)
HDRBsusideda iš gumos ir plieno laminato. Modifikuoti gumos mišiniai užtikrina 15–18% slopinimą. Jie atlaiko vertikalias apkrovas iki dešimčių MN, leidžia horizontalų šlyties modulį ~0,4–1,0 MPa, yra patvarūs. Įprasta mokyklose, biuruose ir bokštuose.
5.2 Švininiai{0}}guminiai guoliai (LRB)
LRBturi centrinį laido kištuką, kuris duoda 10–12 MPa ir išsklaido energiją. Slopinimas yra 10-20%. Patikimas, derinamas ir plačiai taikomas ligoninėse ir skubios pagalbos centruose. Pavyzdys: Velingtono ligoninė, Naujoji Zelandija.
5.3 Lenkto paviršiaus slankikliai (švytuoklės sistemos)
Sferinės stumdomos sistemossukuria atkuriamą jėgą per gravitaciją. Laikotarpis priklauso nuo kreivio spindulio, nepriklauso nuo masės. Trinties koeficientai 0,02–0,06 užtikrina slopinimą. Poslinkio galia iki 600 mm ar daugiau. Naudojamas oro uostuose ir stadionuose.
5.4 Papildomi amortizatoriai
Klampūs slopintuvaiišsklaidyti energiją dėl{0}}greičio priklausomo skysčio pasipriešinimo.Isteretiniai amortizatoriainaudoti duodantį plieną.Trinties slopintuvaislysta esant kontroliuojamai trinčiai. Tai padidina izoliaciją, kai slopinimo nepakanka.

ISO 23618 papildo regioninius kodus:
- EN 15129:2009 + AC:2010 (Europa) –Anti{0}}seisminiai įrenginiaistandartinė dangaguoliai, slankikliai, amortizatoriai.
- ASCE/SEI 7-22 (JAV) – projektinės apkrovos, įskaitant 17 skyrių apie izoliaciją.
- AASHTO LRFD vadovo specifikacijos (2014 m., JAV) –Seisminė izoliacijatiltų projektavimas.
ISO konceptualiai suderinamas su abiem, daugiausia dėmesio skiriant našumu{0}}pagrįstam dizainui.

Ligoninės:Kaiser Permanente ligoninė (Kalifornija) naudoja švytuoklės izoliaciją.
Tiltai:Akashi Kaikyō tiltas (Japonija) su klampiais slopintuvais.
Paveldas:Solt Leik Sičio ir apygardos pastatas (Juta, JAV), modernizuotas izoliacija.
Branduolinė:Japonijos gamyklos naudoja izoliaciją kritinei saugai užtikrinti.

Pagal ISO 23618 reikalaujama atlikti tipo bandymus (viso-masto ciklinius), įprastinius gamyklos bandymus, statybos priežiūrą ir techninės priežiūros patikras. EN 15129 prideda CE-ženklą ir gamyklos gamybos kontrolę. JAV standartai reikalauja kvalifikacijos patikrinimo.

Vėjo poveikis – veikiant vėjui izoliatoriai neturi pasislinkti. Priešgaisrinė – elastomeras turi būti apsaugotas. Vidutinio-aukšto izoliacija – praktiška aukštiems pastatams, kuriems reikia kruopštaus diafragmos ir apkrovos kelio projektavimo.

Privalumai: Sumažintas pagreitis (50–70 %), įrangos apsauga, veikimo tęstinumas, modifikavimo galimybė.
Apribojimai: Didesnė kaina (5–10%), griovio ploto poreikis, priežiūra, mažiau efektyvus minkštuose dirvožemiuose.

Hibridinėse sistemose derinama guma ir slankikliai. Išmanieji amortizatoriai (magnetorheologiniai skysčiai) įgalina pusiau -aktyvų valdymą. Atsiranda aukštų pastatų vidurio-aukštų izoliacija. Įrenginiai kuriami taip, kad būtų atsparūs daugeliui{5}}pavojų (žemės drebėjimas + vėjas + ugnis).

ISO 23618:2022 kodifikuoja pasaulinę geriausią praktikąseisminė izoliacija. Jo filosofija pabrėžia laikotarpio pratęsimą, pridedantslopinimas, ir užtikrinti atnaujinimą. Susiedami su ISO 22762elastomeriniai guoliaiir suderinus su EN 15129 ir ASCE 7, jis skatina visuotinį suderinimą. Izoliacija yra ne tik struktūrinis sprendimas, bet ir visuomenės atsparumo strategija.