지진 기초 분리

Seismic base isolation
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유타 주 의사당 건물 아래에 있는 기지 격리자들은
두 건물 모델에 대한 동시 쉐이크 테이블 테스트.오른쪽은 지진 기반 격리가 설치되어 있습니다.
LA[1][failed verification][2] 시청, 세계에서 가장 높은 건물에 면진장치를 설치합니다.

기지 [3]격리 또는 기지 격리 [4]시스템으로도 알려진 지진 기지 격리는 지진의 [5]힘으로부터 구조물을 보호하는 가장 일반적인 수단 중 하나입니다.구조적 요소의 집합으로서 상부 구조와 하부 구조를 실질적으로 분리하여 건물 또는 비건물 구조의 [6]무결성을 보호합니다.

지반 분리는 수동 구조 진동 제어 기술과 관련된 지진 공학의 가장 강력한 도구 중 하나입니다.절연은 고무 베어링, 마찰 베어링, 볼 베어링, 스프링 시스템 및 기타 수단과 같은 다양한 기술을 사용하여 얻을 수 있습니다.건물 또는 비건물 구조물이 적절한 초기 설계 또는 후속 수정을 통해 잠재적으로 파괴적인 지진 충격에서 살아남을 수 있도록 하기 위한 것입니다.경우에 따라 지반 분리를 적용하면 구조물의 내진 성능과 내진 지속 가능성이 모두 크게 향상될 수 있습니다.일반적인 믿음과는 달리, 기지 격리는 건물의 내진화를 만들지 않습니다.

베이스 격리 시스템은 격리 구성 요소가 있거나 없는 격리 장치로 구성됩니다. 여기서,

  1. 격리 유닛은 건물 또는 비건물 구조물에 상기 디커플링 효과를 제공하기 위한 베이스 격리 시스템의 기본 요소입니다.
  2. 격리 구성 요소는 자체 디커플링 효과가 없는 격리 장치와 해당 부품 사이의 연결입니다.

격리 장치는 전단 또는 슬라이딩 [7][unreliable source?][8][unreliable source?]장치로 구성될 수 있습니다.

이 기술은 새로운 구조[9] 설계와 내진 보강 모두에 사용될 수 있습니다.내진 개조 과정에서 패서디나 시청, 샌프란시스코 시청, 솔트레이크 시티 및 카운티 빌딩 또는 LA 시청과 같은 미국의 가장 유명한 기념물 중 일부가 기지 격리 시스템에 장착되었습니다.그것은 건물 주변에 강성 다이어프램과 해자를 만드는 것뿐만 아니라 뒤집힘과 P-Delta 효과에 대한 대비를 해야 했습니다.

기저 격리는 소규모로도 사용되며, 때로는 건물의 단일 룸으로 축소되기도 합니다.고립된 고층 시스템은 지진으로부터 필수 장비를 보호하는 데 사용됩니다.이 기술은 조각상과 다른 예술 작품들을 보호하기 위해 통합되었습니다. 예를 들어, 도쿄의 우에노 [10]공원에 있는 국립 서양 미술관에 있는 로댕의 지옥의 문을 참조하십시오.

시카고의 필드 박물관에서 열린 기지 격리 시범

면진 장치는 건물을 움직일 수 있는 선형 모션 베어링, 건물의 움직임에 의해 발생하는 힘을 흡수하는 오일 댐퍼,[11] 지진이 끝났을 때 건물이 원래 위치로 돌아갈 수 있는 적층 고무 베어링으로 구성됩니다.

역사

베이스 아이솔레이터 베어링은 1970년대에 [12]빌 로빈슨 박사에 의해 뉴질랜드에서 개척되었습니다.고무와 강철의 층과 납심으로 구성된 베어링은 1974년 [13]로빈슨 박사에 의해 발명되었습니다.기지 격리 시스템의 최초의 사용은 기원전 550년까지 거슬러 올라가는데,[14] 이란의 파사르가대에 있는 키루스 대왕의 무덤의 건설입니다.이 유적지를 포함하여 이란 영토의 90% 이상이 지구에서 가장 활발한 지진대 중 하나인 알파인-히말라야 벨트에 위치해 있습니다.역사학자들은 주로 석회암으로 구성된 이 구조물이 두 개의 기초를 갖도록 설계되었다는 것을 발견했습니다.사로지 모르타르로 알려진 석회 석고와 모래 모르타르로 함께 결합된 돌로 이루어진 첫 번째와 아래의 기초는 지진 시에 움직이도록 설계되었습니다.구조물의 기단부에 전혀 부착되지 않은 큰 판을 형성한 최상층 기초층은 연마된 돌로 구성되었습니다.이 두 번째 기초가 기초에 묶여 있지 않은 이유는 지진의 경우, 이 판과 같은 층이 구조물의 첫 번째 기초 위로 자유롭게 미끄러질 수 있기 때문입니다.역사가들이 수천 년 후에 발견했듯이, 이 시스템은 설계자들이 예측한 대로 정확히 작동했고, 결과적으로, 키루스 대왕의 무덤은 오늘날에도 여전히 남아 있습니다.기지 격리 개념의 발전은 두 시대로 나눌 수 있습니다.고대에는 다층 절단석(또는 기초 아래 모래나 자갈을 깔아서)의 건설을 통해 격리가 수행되었지만, 최근 역사에서는 지면과 기초 사이의 격리 계면 나무 통나무로서 자갈 또는 모래 층 옆에 사용됩니다.[15]

조사.

조지 E호를 통해.브라운 주니어지진 공학 시뮬레이션을 위한 네트워크(NEES), 연구원들은 [16]기지 격리 시스템의 성능을 연구하고 있습니다.이 프로젝트는 네바다 대학교, 네바다 대학교, 캘리포니아 대학교, 버클리 대학교, 위스콘신 대학교, 그린베이 대학교, 버팔로 대학교의 연구원들이 공동으로 수행한 것으로, 미국에서 지진 격리의 광범위한 채택에 대한 경제적, 기술적, 절차적 장벽에 대한 전략적 평가를 수행하고 있습니다.NEES 리소스는 실험 및 수치 시뮬레이션, 데이터 마이닝, 네트워킹 및 협업에 사용되어 격리된 구조 시스템의 전체 성능을 제어하는 요인 간의 복잡한 상호 관계를 이해합니다.이 프로젝트에는 지진 진동대와 캘리포니아 대학교 버클리 및 버팔로 대학교의 NEES 실험 시설에서의 하이브리드 테스트가 포함됩니다. 이는 국부 절연 파괴의 전파를 조사하기 위한 궁극적인 성능 한계를 이해하는 것을 목표로 합니다(예: 정지부에 부딪힘, 베어링 고장,uplift)에서 시스템 수준 응답으로 이동합니다.이 테스트에는 일본 [17]효고현 미키시에 있는 E-디펜스 셰이크 테이블에 있는 고립된 5층짜리 강철 건물에 대한 전면적인 3차원 테스트가 포함됩니다.1970년대 중후반의 지진 격리 연구는 그 당시까지 기록된 대부분의 강한 움직임 기록이 장기 범위에서 매우 낮은 스펙트럼 가속도 값(2초)을 갖는다는 관측에 주로 근거했습니다.1985년 멕시코시티 지진에서 호수 바닥에서 얻은 기록은 공명 가능성에 대한 우려를 제기했지만, 그러한 예는 예외적이고 예측 가능한 것으로 간주되었습니다.지진 설계 전략의 초기 예 중 하나는 1909년에 J.A. 칼란타리언스 박사가 제시한 것입니다.건물을 미세한 모래, 운모 또는 활석의 층 위에 건설하여 건물에 전달되는 힘을 줄일 수 있다는 제안이 있었습니다.반능동 제어 시스템 Michael D에 대한 자세한 문헌 검토.Symans et al.(1999)은 이론적 연구와 실험 연구 모두에 대한 참조를 제공하지만 실험 작업의 결과를 설명하는 데 집중합니다.특히, 검토는 구성요소 수준과 소규모 구조 모델 내에서 실험적으로 테스트된 다양한 시스템의 동적 거동 및 구별되는 특징에 대한 설명에 중점을 둡니다.

적응형 베이스 분리

적응형 베이스 격리 시스템은 전달된 진동을 최소화하기 위해 입력에 기초하여 특성을 조정할 수 있는 튜닝 가능한 아이솔레이터를 포함합니다.자기 지질학적 유체[18] 댐퍼 및 자기 지질학적[19] 엘라스토머가 있는 아이솔레이터가 적응형 베이스 아이솔레이터로 제안되었습니다.

면진 시스템의 주목할 만한 건물 및 구조물

참고 항목

Wikimedia Commons에는 베이스 분리와 관련된 미디어가 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ "Los Angeles City Hall Seismic Rehabilitation Project – Base Isolation Technology". Archived from the original on 27 July 2011.
  2. ^ "Nabih Youssef Associates Structural Engineers". www.nyase.com. Retrieved 2017-06-11.
  3. ^ Pressman, Andy (2007). Architectural Graphic Standards. John Wiley and Sons. p. 30. ISBN 978-0-471-70091-3.
  4. ^ Webster, Anthony C. (1994). Technological Advance in Japanese Building Design and Construction. American Society of Civil Engineers. p. 70. ISBN 978-0-87262-932-5.
  5. ^ Datta, T. K. (2010). Seismic Analysis of Structures. John Wiley and Sons. p. 369. ISBN 978-0-470-82462-7.
  6. ^ "Base isolation: video demonstration". Archived from the original on 2021-12-12 – via www.youtube.com.
  7. ^ UCSD Caltrans-SRMD 시설, YouTube에서 테스트 중인 납 고무 베어링
  8. ^ 유튜브를 이용한 면진구조물의 하이브리드 시뮬레이션
  9. ^ "Projects". www.siecorp.com.
  10. ^ Reitherman, Robert (2012). Earthquakes and Engineers: An International History. Reston, VA: ASCE Press. ISBN 9780784410622.
  11. ^ "Seismic Isolation [ THK Global English ]". www.thk.com.
  12. ^ 선택한 리소스, https://www.ccanz.org.nz/page/Base-Isolation.aspx
  13. ^ 로빈슨 연구소, https://www.victoria.ac.nz/robinson/about/bill-robinson
  14. ^ Masoumi, Mohammad Mehdi (2016-03-31). "Ancient Base Isolation System in Mausoleum of Cyrus the Great". International Journal of Earthquake Engineering and Hazard Mitigation (IREHM). 4 (1). ISSN 2282-6912. Archived from the original on 2018-03-29. Retrieved 2017-06-11.
  15. ^ Llunji, Mentor (2016). Seismic Architecture - The architecture of earthquake resistant structures. Msproject. ISBN 9789940979409.
  16. ^ nees@message 프로젝트 하이라이트: NEES TIPS 지진 격리 하이브리드 시뮬레이션, https://www.youtube.com/watch?v=Uh6l5Jqtp0c
  17. ^ Giovannardi, Fausto; Guisasola, Adriana (2013). "Base isolation: dalle origini ai giorni nostri". Retrieved October 7, 2013.
  18. ^ Yang, G.; Spencer, B.F.; Carlson, J.D.; Sain, M.K. (March 2002). "Large-scale MR fluid dampers: modeling and dynamic performance considerations" (PDF). Engineering Structures. 24 (3): 309–323. CiteSeerX 10.1.1.486.9615. doi:10.1016/S0141-0296(01)00097-9.
  19. ^ Behrooz, Majid; Wang, Xiaojie; Gordaninejad, Faramarz (1 April 2014). "Performance of a new magnetorheological elastomer isolation system". Smart Materials and Structures. 23 (4): 045014. Bibcode:2014SMaS...23d5014B. doi:10.1088/0964-1726/23/4/045014.
  20. ^ "San Francisco International Airport: International Terminal – Enclos". enclos.com. Retrieved 2021-01-18.
  21. ^ "Fact Sheet – International Terminal" (PDF). flySFO.com. San Francisco International Airport. January 30, 2007. Archived from the original (PDF) on May 21, 2009. Retrieved August 3, 2009.
  22. ^ Doxey, Jessica. "Salt Lake Temple Renovation – What to Expect". Temple Square. Temple Square Hospitality Corporation. Retrieved 18 October 2020.
  23. ^ "Temples: California's First Quake-Ready Stone Temple - Magazine Web Edition July/August/September 2013 - Publications - Hinduism Today Magazine". www.hinduismtoday.com. July 2013. Retrieved 2021-04-15.
  24. ^ "Dynamic Isolation Systems - Applications". www.dis-inc.com. Retrieved 2021-04-15.
  25. ^ "New BAPS mandir combines best of architecture & technology India Post News Paper". 2013-01-02. Retrieved 2021-04-15.
  26. ^ Fuller, Thomas (4 June 2019). "Inside Apple's Earthquake-Ready Headquarters". The New York Times.