免震建築物の設計に関する推奨事項の包括的な紹介

の設計に関する推奨事項免震建物(中国語タイトル: 隔震结构设计）は、日本建築学会（AIJ）が編纂し、劉文光が翻訳し、馮徳民が校正したもので、2005 年 12 月にアースクエイク プレスから初出版されました。免震工学、この本では、設計原則、技術的詳細、実践事例、およびサポート データを体系的に示しています。免震建物-世界中の構造エンジニア、研究者、学生にとって中心的な参考資料として機能します{0}}特に地震が発生しやすい地域-日本、アメリカ、ヨーロッパのように。

この本は 4 つの部分で構成されており、各部分には明確な機能的位置付けが示されています。

1. パート 1: の設計免震構造: の特性を含む基本的な概念に焦点を当てます。孤立した構造、概要絶縁装置、設計の一般原則、入力地震動、および構造設計。これは、実際の設計のための理論的基礎を築きます。
2. 第 2 部: 解説編: の有効性などの主要テクノロジーについての理解を深めます。孤立した構造物、のデザイン絶縁ベアリング (e.g., 積層ゴムベアリング）、ダンパー性能評価、地震動予測など。
3. パート 3: 設計例: 7 つの実践的な事例 (例: 高層オフィスビル、病院、データセンター) を提供し、理論的手法を現実世界のシナリオに適用する方法を示します。-耐震改修既存の建物の様子。
4. パート 4: 設計データ量: 詳細な技術パラメータを提供します。絶縁ベアリング, ダンパー材料特性、剛性計算、性能試験方法など、正確な設計に不可欠な地面の動き{0}}。

この本では、そのパフォーマンスが次のように強調されています。免震建物-主に～に依存する絶縁装置そしてエネルギー散逸コンポーネント。以下に、コア製品、その動作メカニズム、および設計基準を詳しく紹介します。

2.1 絶縁ベアリング

免震ベアリングは免震層の中心であり、垂直荷重を支え、水平地震動を切り離す役割を果たします。この本では、次の 3 つの主なタイプに焦点を当てています。

2.1.1 積層ゴム軸受

ゴムと鋼板の交互層で構成されており、高い垂直剛性と低い水平剛性を特徴としており、建物の重量を安定して支えながら水平方向の地震動を遮断することができます。{0}これらは、機能に基づいて 3 つのサブタイプに分類されます。

1. 天然ゴムベアリング（NRB）：弾力性に優れ、減衰力が低い天然ゴムを使用しています。地震エネルギーを吸収するには、独立したダンパーとのマッチングが必要です。
2. 高-ダンピングラバーベアリング（HDRB）: 天然ゴムまたは合成ゴムと減衰強化添加剤（カーボン ブラックなど）をブレンドします。{0}スプリング機能とダンピング機能が統合されているため、追加のダンパーが必要ありません。ただし、剛性と減衰は温度と歪みの影響を受けます (たとえば、温度が上昇すると等価減衰比が減少します)。
3. 鉛-コアゴムベアリング（LRB）: 中心に鉛芯を挿入します。NRB。鉛コアは地震動下で塑性変形してエネルギーを吸収し、安定した双線形ヒステリシス曲線を形成します。主な仕様: 降伏力と降伏後の剛性-。リードコアの直径は通常、ベアリング直径の 10 ～ 20% です。

2.1.2 滑り軸受

材料 (PTFE とステンレス鋼など) 間の滑りを利用して、地震動を隔離する、摩擦を利用してエネルギーを散逸させます。それらは次のように分類されます。

1. リジッド滑り軸受：弾性回復力に欠ける。主に低負荷コンポーネント（階段など）に使用されます。-弾性要素とのマッチングが必要です (例:NRB) 地震後に位置を回復します。
2. 弾性滑り軸受:摺動層と積層ゴム軸受を組み合わせます。ゴム層は小さな変形弾性を提供し、滑り層は大きな地震動を遮断します。-摩擦係数は重要です-PTFE とステンレス鋼の組み合わせの場合、通常は 0.02～0.12 です-。

2.2 ダンパー

ダンパー補足絶縁ベアリング地震エネルギーを吸収し、免震層の変位を制限します。この本では以下に基づいてそれらを分類しています。エネルギー散逸メカニズム:

2.2.1ヒステリシスダンパー

エネルギーを消散する金属の塑性変形または摩擦による:

1. スチールバーダンパー：軟鋼の塑性変形を利用します。ヒステリシス曲線は紡錘形です。-耐久性は高いですが、効果を発揮するには大きな変形が必要です。
2. 鉛ダンパー: 鉛の塑性流動に依存します。安定したヒステリシス特性と温度に対する感度が低い。リード径を変更することで降伏力を調整可能です。
3. フリクションダンパー: 接触面間の摩擦を利用します (例: バネ-付きの鋼板)。ヒステリシス曲線は長方形で、小規模から中程度の地震に適しています。--

2.2.2 粘性ダンパー

流体または粘弾性材料の粘性抵抗を通じてエネルギーを散逸します。

1. オイルダンパー: ピストン-構造における流体の流れの抵抗を利用します。減衰力は速度に比例します。長周期地震動に対して効果を発揮します。-
2. 粘弾性ダンパー:粘弾性材料 (ゴムブレンドなど) のせん断変形を使用します。小さな変形でも機能するため、風振動抑制や小規模地震に適しています。

この本の設計手法は日本の標準に根ざしていますが、世界的に適用するには、米国および欧州の規格と比較することが重要です。以下は主要条項の比較です（条項ごとの相違点をリストした詳細な Excel 表が別途提供されています）。--

3.1 基本的な設計哲学

3.2 設計地震動

1、日本:

「エネルギー スペクトル」（速度等価値）を使用して、長周期成分（周期 3 ～ 5 秒の免震構造に重要）を考慮して地動を特徴付けます。-

双方向の地震動入力を考慮する必要があります。総エネルギーは NS 成分と EW 成分の合計です。

2, U.S.:

5% 減衰の「設計応答スペクトル」(ASCE 7) を採用。サイトクラス (A ～ F) と地震危険レベル (S) を調整します。_DS, S_D1).

のために絶縁構造では、時刻歴分析のために少なくとも 3 つの地震動記録（履歴 2 つ、合成 1 つ）が義務付けられています。-

3、ヨーロッパ:

「弾性設計スペクトル」と「非弾性設計スペクトル」を定義します。サイトの分類は平均せん断波速度に基づいています。

地震危険ゾーン (Z1 ～ Z3) と建物の重要度クラス (I ～ IV) を考慮します。それに応じて地動パラメータを調整します。

3.3 絶縁デバイスの性能要件

1, 積層ゴム軸受:

日本 (AIJ): S_1 > 30 、S_2 > 5 が必要です。最大長期圧縮応力- 15 N/mm² 以下。せん断ひずみ まれな地震では 250% 以下。

米国 (FEMA 356): プロトタイプの周期負荷テストを義務付けます。水平方向の剛性偏差 ±15% 以下。 50年間の使用に耐える耐久性テスト。

ヨーロッパ (ユーロコード 8): S_1、S_2 を指定します。圧縮応力 20 N/mm² 以下。せん断ひずみ HDRB の場合は 200% 以下。

2, ダンパー:

日本：設計地震入力エネルギーの1.5倍以上の減衰エネルギー吸収能力が必要。

米国: ヒステリシス ダンパーについては、疲労試験 (設計変位で 200 サイクル以上) を義務付けています。

ヨーロッパ: さまざまな速度での減衰比と力の変位特性を検証する動的テストが必要です。{0}

3.4 構造解析手法

1、日本:

予備設計における「包絡線解析」（省エネルギーに基づく簡略化手法）を推進。検証には時刻歴解析を使用します。-

ねじりについては、計算を簡略化するために上部構造を剛体とみなします。

2, U.S.:

すべての時刻歴分析が必要-絶縁構造;バイリニアまたはトリリニアのヒステリシス曲線を使用して絶縁デバイスをモデル化します。

高層の免震建物では、P-Δ 効果と高次モードの振動を考慮することが義務付けられています。-

3、ヨーロッパ:

等価な線形化手法を可能にします。弾性絶縁構造;非弾性時刻歴分析が必要です-非弾性デバイス.

軟弱地盤の土壌構造相互作用 (SSI) 解析を重視します。{0}

3.5 建設と保守

1、日本:

全数検査を義務付ける絶縁ベアリング(垂直剛性、水平剛性); -地震後の検査では目視チェックのみが必要です。

マーキングが必要です隔離された建物絶縁層の変位を妨げないようにします。

2, U.S.:

建設中に第三者による検査が必要です。-メンテナンス計画には、毎年の目視検査と 5 年間の詳細なテストが含まれます。

3、ヨーロッパ:

耐久性要件を指定します (たとえば、ゴム製ベアリングはオゾンと温度サイクルに耐える必要があります)。 30年間の整備記録が義務付けられています。

の設計に関する推奨事項免震建物～のための包括的なフレームワークを提供します免震設計デバイス、分析方法、実際の事例について詳しく説明しています。-この本は、日本、米国、欧州のエンジニア向けに次の内容を提供します。

日本の隔離技術に関する洞察（例: 高層ビルや軟弱地盤の長期隔離-）-。

ローカルコードを比較して最適化するための基礎（たとえば、日本のエネルギースペクトルを米国またはヨーロッパのパフォーマンスベースの設計に統合するなど）-。

複数の規格への準拠を保証する、国境を越えたプロジェクトのためのガイダンス。{0}

この本は今後も進歩するための重要なリソースです免震実習理論的革新と工学的応用の橋渡しをしながら、世界中で活躍しています。