ISO 23618:2022 と免震装置 – 包括的な紹介

地震は依然として建築環境にとって最も破壊的な自然災害の一つです。従来の耐震設計思想では、倒壊が防止される限り構造損傷は許容される。しかし、ここ数十年、社会はより優れた復元力を求めています。建物は生命を守るだけでなく、地震後もすぐに機能し続ける必要があります。

この目標を達成するために、世界中のエンジニアが開発した免震システム。隔離はすべての構造部材を強化するのではなく、地面の揺れから構造を切り離し、伝達される力を軽減することを目的としています。この概念は、かつては斬新でしたが、今では世界的な実践として成熟し、何千もの建物、橋、産業施設が保護されています。

2022年にISO発行ISO 23618:2022 – 構造設計の基礎- に関する一般原則免震構造。この国際規格は、設計、分析、建設、メンテナンスをカバーする、数十年にわたる知識を一貫したフレームワークに統合します。の役割を強調しますゴムベアリング、スライド装置、ダンパー必須の絶縁製品として。

この文書では、ISO 23618 の詳細を紹介し、次のような絶縁デバイスに重点を置きます。高-減衰ゴム ベアリング（HDRB）, 鉛-ゴムベアリング（LRB）、そして粘性ダンパー。また、ISO 23618 をヨーロッパおよびアメリカの規格と並べて位置付け、ケーススタディ、パフォーマンスに関する議論、および将来の方向性を提供します。

ISO 23618 は以下に適用されます建物の水平免震そして特定の構造物。これには、垂直隔離、LNG タンク、およびほとんどの橋梁が含まれません (ただし、原則は適用される可能性があります)。この規格では、分離はアドオンではなく、設計の初期段階で統合する必要があるシステム レベルの戦略であると強調しています。-

この哲学は次の 3 つの柱に基づいています。
1)。構造周期の長期化– 固有周期を 2 ～ 3 秒以上にシフトし、加速度を低減します。
2)。減衰の増加– 地震エネルギーを消散させて変位を制限します。
3)。確実に中心を再設定する-– 振った後、元の位置に戻ります。
 

隔離層は上部構造と下部構造の間にあり、垂直荷重に耐え、最大 600 mm の水平変位を許容し、回転の柔軟性を提供します。基礎構造は剛性と強度が高く、変形がアイソレーターに集中する必要があり、隙間 (堀) が衝撃を防止する必要があります。パフォーマンスは、SLS、ULS、および MCE 条件に対して定義されます。

ISO 23618 では、等価線形解析 (有効剛性と減衰) と非線形時刻歴解析が可能です。-デバイスのプロパティはテストによって調整されます。

デバイスには以下が含まれますエラストマーベアリング (HDRB、LRB)、 滑り振り子, リニアガイド、 そしてダンパー。それぞれが耐荷重、変位、エネルギー散逸、耐久性、品質管理。
5.1 高-ダンピングラバーベアリング（HDRB）
HDRBゴムとスチールの積層で構成されています。改良されたゴムコンパウンドは 15 ～ 18% の減衰を提供します。最大数十 MN の垂直荷重をサポートし、水平せん断弾性率 ~0.4 ～ 1.0 MPa を許容し、耐久性があります。学校、オフィス、タワーなどでよく見られます。
5.2 鉛-ゴムベアリング（LRB）
LRB10 ～ 12 MPa で降伏し、エネルギーを散逸する中央リードプラグが組み込まれています。ダンピングは 10 ～ 20% です。信頼性が高く、調整可能で、病院や救急センターで広く使用されています。例: ニュージーランドのウェリントン病院。
5.3 曲面スライダー（振り子式）
球面スライドシステム重力を利用して復元力を発生させます。周期は質量とは関係なく、曲率半径に依存します。摩擦係数 0.02 ～ 0.06 は減衰を提供します。変位容量は最大600mm以上。空港や競技場などで使用されています。
5.4 補助ダンパー
粘性ダンパー速度に依存する流体抵抗によってエネルギーを散逸します。-ヒステリシスダンパー降伏鋼を使用します。フリクションダンパー制御された摩擦の下でスライドします。これらは、減衰が不十分な場合の分離を強化します。

ISO 23618 は地域コードを補完します。
- EN 15129:2009 + AC:2010 (ヨーロッパ) –耐震装置-標準カバーベアリング、スライダー、ダンパー。
- ASCE/SEI 7-22 (米国) – 絶縁に関する第 17 章を含む設計負荷。
- AASHTO LRFD ガイド仕様 (2014 年、米国) –免震橋のデザイン。
ISO は概念的に両方と一致しており、パフォーマンス ベースの設計に重点を置いています。{0}}

病院:カイザー パーマネンテ病院 (カリフォルニア) は振り子式隔離を使用しています。
橋:粘性ダンパーを備えた明石海峡大橋（日本）。
遺産：ソルトレイクシティおよび郡庁舎 (米国ユタ州) は、免震構造に改修されました。
核:日本の工場では重要な安全性を確保するために絶縁が使用されています。

ISO 23618 では、型式試験（フルスケールの周期試験）、定期的な工場試験、建設監督、保守検査が義務付けられています。- EN 15129 では、CE マーキングと工場生産管理が追加されています。-米国の規格では資格試験が要求されています。

風の影響 – アイソレータは常用風の下でずれてはなりません。火災 – エラストマーには保護が必要です。中層階の免震 – 高層ビルに実用的で、注意深いダイヤフラムと負荷経路の設計が必要です。

利点: 加速の低減 (50 ～ 70%)、機器の保護、運用の継続性、改造の適応性。
制限事項: コストが高くなります (5 ～ 10%)、堀のためのスペース要件、メンテナンス、柔らかい土壌では効果が低い。

ラバーとスライダーを組み合わせたハイブリッドシステム。スマート ダンパー (磁気粘性流体) により、セミアクティブ制御が可能になります。-高層ビルの中階-の分離が進んでいます。デバイスは複数の災害（地震 + 風 + 火災）に対する耐性を備えた設計になっています。{{5}

ISO 23618:2022 は、世界的なベストプラクティスを成文化したものです。免震。その哲学は期間の延長を強調しており、次のように付け加えています。減衰、そして再センタリングを確実にします。 ISO 22762と連携することで、エラストマーベアリングまた、EN 15129 および ASCE 7 と連携して、世界的な調和を促進します。孤立は単なる構造的な解決策ではなく、社会の回復戦略でもあります。