Ringkasan Perbandingan Kode Desain Isolasi Seismik Jepang dengan Kode Luar Negeri

Pada bulan Oktober 2022, ISO 23618:2022 (Dasar untuk desain struktur - Prinsip umum untukstruktur yang terisolasi secara seismik) diterbitkan. Dokumen ini membandingkan detailnyadesain isolasi seismikprosedur empat wilayah/negara-Jepang (Pemberitahuan MLIT No. 2009), Tiongkok (GB/T 51408-2021), Amerika Serikat (ASCE 7-16), dan Eurocode (EC8)-untuk mengusulkan alur kerja desain umum untuk praktik teknik. Dimensi perbandingan utama mencakup beban gempa, metode analisis, kombinasi beban utama, danperangkat isolasimetode pengujian. Model bangunan beton bertulang (RC) 7 lantai digunakan untuk mendemonstrasikan prosedur desain, dengan hasil dari metode linier ekuivalen (ELM) dan analisis riwayat respons (THA) dirangkum.

Perbedaan inti dalam beban seismik, metode analisis, kombinasi beban, dan pengujian perangkat di keempat kode tersebut dirangkum dalam Tabel 1 (ketentuan umum) dan Tabel 2 (keadaan batas akhir, ULS, persyaratan).
Tabel 1: Ketentuan Utama dariKode Desain Isolasi Seismik

Tabel 2: Persyaratan Respons Struktur Super dan Beban Seismik ULS

Kode kunci-catatan khusus:

1. Filosofi desain: Jepang menggunakan metode desain tegangan ijin; Tiongkok, AS, dan EC8 menggunakan metode desain negara batas.
2. Beban tegangan: Tiongkok dan Amerika Serikat memiliki desain beban tegangan kritis (dengan lebih banyak perangkat-tahan tegangan yang digunakan) dibandingkan dengan Jepang.
3. Kontrol kualitas perangkat: Semua kode memerlukan pengujian prototipe yang ketat; Jepang dan AS menguji 100% perangkat produksi, sementara Tiongkok dan EC8 mengizinkan pengambilan sampel.

3.1 Model Analisis
Bangunan RC 7 lantai yang dimodifikasi (berdasarkan Saito 2011 dan Feng 2022) digunakan. Parameter utama:
1. Periode fundamental dasar tetap: Arah bingkai (Tx): 0,564, 0,190, 0,107 detik; Arah dinding geser (Ty): 0,238, 0,105, 0,087s.
2. Perangkat isolasi: Bantalan Karet Timbal (LRB)(dipilih untuk memulihkan kekuatan dan redaman).
Diameter: 650–750mm (Jepang, Cina, EC8); 900mm (AS, karena beban seismik MCER yang besar).
Tabel 3: Sifat Desain Nominal Sistem Isolasi

3.2 Beban Gempa
1. Lokasi sasaran: Tokyo (Jepang), Beijing (Cina), San Francisco (AS), Reggio Calabria (EC8).
2. Kondisi tanah: Profil tetap; kecepatan gelombang geser rata-rata (30m teratas): 209 m/s.
3. Karakteristik spektrum:
1) Redaman 5%: AS memiliki spektrum percepatan/kecepatan semu terbesar (≈1,5x Jepang).
2) Spektrum kecepatan semu: Meningkat seiring periode (Tiongkok); konstan/menurun (Jepang, AS, EC8).
3) Redaman ULS untuk bangunan terisolasi: ~20%.
3.3 Hasil Analisis Respon
Dua metode utama dibandingkan: ELM (metode linier ekuivalen) dan THA (analisis riwayat respons).
3.3.1 Metode Linear Ekuivalen (ELM)
Semua kode mendefinisikan ELM untuk sistem-derajat-kebebasan-tunggal (SDOF), namun dengan penerapan yang berbeda-beda. Tiongkok menggunakan 85% massa setara dan menghitung respons untuk beban 475 tahun dan 2475 tahun (tidak mempertimbangkan sifat batas).
Tabel 4: Hasil Kunci Respons ELM dan THA

3.3.2 Analisis Riwayat Respons (THA)
1. Gerakan tanah:6 pasang (Jepang, nilai maksimal); 10 pasang (Tiongkok, AS, EC8, nilai rata-rata); semuanya cocok dengan spektrum desain 5%.
2. Pemodelan:
a) bingkai 3D;LRBdiidealkan sebagai bilinear.
b) Analisis horizontal: Redaman Rayleigh (peredaman sistem isolasi=0; redaman super-struktur periode ke-1/2=3%).
c) Struktur super-: Non-linier (Jepang, Tiongkok); elastis (AS, EC8).
3. Perangkat Lunak:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Tiongkok, RSA); ETABS V18 (RSA vertikal).
4. Analisis vertikal:RSA dengan redaman Rayleigh (peredaman periode vertikal ke-1/2=3%); mode getaran balok menonjol (karena kekakuan vertikal isolasi yang tinggi).
3.3.3 Temuan Utama
1. Jepang:Penyimpangan isolasi ULS > Penyimpangan SLS; ELM dan THA dipilih secara independen (20% ELM, 80% THA dalam praktiknya); Gerakan tanah dekat-Kobe NS menghasilkan geseran terbesar (melebihi ELM); ELM memprediksi deformasi isolasi yang lebih besar.
2. Tiongkok:Beban 475-tahun (RSA) merancang struktur atas; Beban 2475 tahun (THA) memeriksa penyimpangan; beban desain menggunakan hasil RSA/THA yang maksimal.
3. AS:Hasil THA dibatasi oleh ELM; Geser ELM sedikit lebih besar dibandingkan desain seismik (karena Rᵢ=1.875 untuk isolasi vs. R=5 untuk desain seismik normal).

Dokumen ini membandingkandesain isolasi seismikprosedur Jepang, Tiongkok, Amerika Serikat, dan EC8, dengan fokus pada beban seismik, metode analisis, dan pengujian perangkat. Model bangunan RC 7-lantai menunjukkan alur kerja desain, dengan hasil ELM dan THA dibandingkan. Tujuannya adalah untuk mengusulkan prosedur desain umum untuk praktik teknik, mengatasi perbedaan spesifik kode dalam filosofi desain, kombinasi beban, dan persyaratan analisis.

Semua konten di atas bersumber dari "Perbandingan Bahasa JepangKode Desain Isolasi Seismikdengan Kode Luar Negeri" JSSI April 2024.