地震のための基本分離システム：原則、種類、利点、アプリケーションに関する概要

地震やアースショック自体は災害ではなく、地面の動きから生じる自然現象であり、時には暴力的です。これらは表面波を生成し、地面の振動と上に立っている構造を引き起こします。これらの振動の特性に応じて、地面は亀裂、裂け目、集落を発症する可能性があります。生命の喪失の可能性のあるリスクは、地震設計に非常に深刻な側面を追加し、構造エンジニアに道徳的責任を負わせます。最近では、構造に作用する地震力を減らすか、地震エネルギーの一部を吸収するために、多くの新しいシステムが開発されています。
最も広く実装され、受け入れられている地震保護システムの1つは、基本的な分離です。

基本分離は、地震が発生しやすい地域で最も広く受け入れられている地震保護システムの1つです。潜在的に危険な地上動きから構造を本質的に分離することにより、地震の効果を軽減します。地震分離は設計戦略であり、地上動きの損傷効果の構造を除外します。隔離という用語とは、構造と地面の間の相互作用の減少を指します。

地震分離システムが構造の下にある場合、それは「ベース分離」と呼ばれます。
隔離システムのもう1つの目的は、エネルギー散逸の追加の手段を提供し、それにより伝達された加速が上部構造への縮小を減らすことです。デカップリングにより、建物はより柔軟に振る舞うことができ、地震に対する反応を改善します。ベースアイソレーションの概念は、摩擦のないローラーにかかっている建物の例を通して説明されています。地面が揺れるとき、ローラーは自由に転がりますが、上の建物は動きません。
したがって、地面の揺れのために建物に力が移されません。単純に、建物は地震を経験していません。

ベースアイソレーションの概念は、摩擦のないローラーにかかっている建物の例を通して説明されています。地面が揺れるとき、ローラーは自由に転がりますが、上の建物は動きません。したがって、地面の揺れのために建物に力が移されません。単純に、建物は地震を経験していません。
さて、同じ建物が横方向の動きに対して抵抗を提供する柔軟なパッドの上に置かれている場合、地面の揺れの効果が上の建物に移されます。
柔軟なパッドはベースイソロレーターと呼ばれますが、これらのデバイスを使用して保護されている構造は、ベースアイソレーティングされた建物と呼ばれます。基本分離技術の主な特徴は、構造に柔軟性を導入することです。

特定の建物に最も適したタイプのデバイスを特定するには、慎重な研究が必要です。また、ベースの分離はすべての建物に適していません。ベースアイソレーションに最適な構造は、下の硬い土壌に置かれた低〜中層の建物です。柔らかい土壌に置かれた高層ビルまたは建物は、ベースの分離には適していません。

基本的な隔離の基本原則は、建物の反応を変更して、これらの動きを建物に伝えることなく、地面が建物の下を移動できるようにすることです。完全に硬い建物の期間はゼロです。構造内で誘導される加速度が地面が移動すると、地面の加速に等しくなり、構造と地面の間にゼロの相対変位があります。構造と地面は同じ量を移動します。完全に柔軟な建物には、無限の期間があります。
このタイプの構造の場合、構造の下の地面が構造に誘導されるゼロ加速度が発生し、構造と地面の間の相対変位が地面の変位に等しくなります。したがって、柔軟性のない構造は、構造が動かない、地面は動きません。

分離システムの基本的な要件は次のとおりです
1）。柔軟性
2）。減衰
3）。垂直またはその他のサービス負荷に対する抵抗。

基本分離技術を使用した構造物の地震保護は、次の条件が満たされている場合に一般的に適しています
1.下層土は、長期の地上動きの優位性を生成しません。
2。構造は、十分に高いカラム負荷とかなり接合されています。
3.このサイトは、200mm以上のオーダーの基部に水平変位を許可します。
4。風による横荷重は、構造の重量の約10％未満です。
 

・地震がその時点で固定されたベース構造で影響を受ける場合、構造は地震に対して防御されていません。
・しかし、基本分離構造では、構造物の地震が影響を受けている場合、建物は地震に対して非常によく防御しています。
・固定構造では、構造は地動で動きます。
・孤立した構造では、構造は地上動きで動きません。しかし、分離ベアリングは地上動きとともに動きます。そのため、構造は安全だと言えます。

地震アイソレーター

エラストマーアイソレーター
▶線形天然ゴムベアリング（LNR）
▶低ダンピングゴムベアリング
▶鉛と燃えるベアリング（LRB）
▶高ダンピングゴムベアリング（HDR）

スライドアイソレータ
▶弾力性のある摩擦システム
▶摩擦振り子システム（FPS）

これらは、鋼板間に結合した薄い層の天然または合成ゴムの水平層で形成されます。
鋼板はゴム層が膨らむのを防ぐため、ベアリングは小さな変形のみでより高い垂直荷重をサポートすることができます。
プレーンエラストマーベアリングは柔軟性を提供しますが、大きな減衰はなく、サービス負荷の下で移動します。

1、低減衰天然ゴムベアリング（LDR）
減衰比= 2％〜3％
製造は簡単です。
応答は強く感度の高い温度、荷重速度と老化の速度ではありません。
せん断ひずみは最大100％を超えています。

2、高減衰天然ゴムベアリング（HDR）
減衰は、追加のファインカーボンブラック、オイルまたは樹脂、その他のフィラーを追加することで増加します。
最大せん断ひずみ= 200から350％
減衰比{= 10} 100％せん断ひずみで20％
効果的な減衰は次のことに依存します：
・負荷の速度
・履歴をロードします
・ 温度

3、鉛ゴムベアリング（ラミネートラバーベアリング）（LRB）
鉛と鉛のコアラバーベアリングは、エラストマーベアリングの事前に形成された穴に力を合わせた鉛プラグに形成されます。リードコアは、サービス負荷の下での剛性と、高い横荷重下でのエネルギー散逸を提供します。内部シムよりも厚い上部と下部のスチールプレートは、取り付けハードウェアを収容するために使用されます。ベアリング全体は、環境保護を提供するためにカバーラバーに包まれています。
低い横荷重（軽度の地震、風、交通量など）にさらされると、鉛のゴム製ベアリングは、横方向と垂直の両方で硬くなります。
横方向の剛性は、鉛プラグの高い弾性剛性と、ベアリングのスチールラバー構造に起因する垂直剛性（すべての負荷レベルのまま）に起因します。

4、スライドアイソレータ
2番目に一般的なタイプの分離システムは、構造の基礎と基盤の間のスライド要素を使用します。
高張力により、スライド湾曲した表面を作ることにより、ラミネートラバーベアリングを使用します。
これらのメカニズムは、構造をその平衡位置に戻すための回復力を提供します。
4a。フラットスライドアイソレーター（回復力のある摩擦システム）
2種類のフラットスライドアイソレーター：
・最近の容量で
・最近の容量なし
1）。最近の容量なしのスライドアイソレータ
これは、水平方向のスライド面で構成され、スライド成分とステンレス鋼の両方の間の定義された摩擦によって変位を可能にし、したがってエネルギーを放散します。
スライド構造の特定の問題の1つは、大地震の後に発生する残留変位です。
2）。最近の容量を備えたスライドアイソレータ
スライディングアイソレーターと比較して、最近の容量を備えたスライディング分離ペンドゥラ（SIP）には、凹面のスライディングプレートがあります。
ジオメトリのため、各水平変位はアイソレータの垂直方向の動きをもたらします。
上部に押し込まれた上部構造によって保存されたポテンシャルエネルギーは、自動的に中立位置にベアリングを導き出します。
それらは水平に柔軟なままで、エネルギーを消散させ、最近上部構造を中性位置にします。

4b。球面スライディングアイソレーター（ローラー）（摩擦ペンドゥルムシステム）（FPS/FPB）
摩擦振り子システムは、構造の重量が球状のスライド面でサポートされているスライド隔離システムであり、地下動作がしきい値レベルを超えたときに互いに滑ります。

基本分離システムの設置の要件は、建物が地面に対して水平方向に水平に移動できることです。通常は少なくとも100 mmです。
最も一般的な構成は、アイソレーターのすぐ上にダイアフラムを取り付けることです。
建物に地下室がある場合、オプションは、地下室の柱と壁の上部、下部、または中央の高さにアイソレータを設置することです。

1.構造の地震需要を減らし、それにより構造のコストを削減しました。
2。地震中の変位の低下。
3.構造の安全性を向上させます
4。地震中に引き起こされた損害を減らしました。これは、イベント後の構造のパフォーマンスを維持するのに役立ちます。
5.地震荷重下での構造の性能を向上させます。
6.財産の保存

・効率的な方法で実装することに挑戦します。
・構築変位の許容値。
・高層ビルの場合は非効率的です
・柔らかい土の上に置かれた建物には適していません。
 

1。橋のベース分離
2。重要な建物の基本的な分離
3。歴史的構造の応答の強化
4。機械畑の分離

地震ベース分離法は、地震耐性設計の信頼できる方法であることが証明されています。
この方法の成功は、主に隔離装置の開発と適切な計画に起因しています。
適応可能な分離システムは、幅広い地震イベント中に効果的である必要があります。
さまざまな地震の動きが発生する可能性のある近距離地域のような状況の解決策を見つけるための努力が必要です。