Résumé de la comparaison du code de conception d'isolation sismique japonais avec les codes étrangers

En octobre 2022, ISO 23618 :2022 (Bases de conception des structures - Principes généraux destructures sismiquement isolées) a été publié. Ce document compare les détailsconception d'isolation sismiqueprocédures de quatre régions/pays-Japon (notification MLIT n°. 2009), Chine (GB/T 51408-2021), États-Unis (ASCE 7-16) et Eurocode (EC8) - pour proposer un flux de travail de conception commun pour la pratique de l'ingénierie. Les principales dimensions de comparaison comprennent les charges sismiques, les méthodes d'analyse, les principales combinaisons de charges etdispositif d'isolementméthodes de test. Un modèle de bâtiment en béton armé (RC) de 7 étages est utilisé pour démontrer les procédures de conception, avec les résultats de la méthode linéaire équivalente (ELM) et de l'analyse de l'historique des réponses (THA) résumés.

Les principales différences en matière de charges sismiques, de méthodes d'analyse, de combinaisons de charges et de tests de dispositifs entre les quatre codes sont résumées dans le tableau 1 (dispositions générales) et le tableau 2 (état limite ultime, ELU, exigences).
Tableau 1 : Principales dispositions duCodes de conception d’isolation sismique

Tableau 2 : Exigences en matière de charge sismique ELU et de réponse de la super-structure

Remarques spécifiques au code clé- :

1. Philosophie de conception : le Japon utilise la méthode de conception par contraintes admissibles ; La Chine, les États-Unis et l’EC8 utilisent la méthode de conception aux états limites.
2. Charges de tension : la Chine et les États-Unis ont des conceptions de charges de tension critiques (avec des dispositifs plus résistants à la tension-utilisés) que le Japon.
3. Contrôle qualité des appareils : tous les codes nécessitent des tests de prototype stricts ; Le Japon et les États-Unis testent 100 % des appareils de production, tandis que la Chine et l'EC8 autorisent l'échantillonnage.

3.1 Modèle d'analyse
Un bâtiment RC modifié de 7 étages (basé sur Saito 2011 et Feng 2022) est utilisé. Paramètres clés :
1. Périodes fondamentales de base-fixes : Direction de la trame (Tx) : 0,564, 0,190, 0,107 s ; Direction du mur de cisaillement (Ty) : 0,238, 0,105, 0,087s.
2. Dispositif d'isolement: Roulements en caoutchouc de plomb (LRB)(sélectionné pour le rétablissement de la force et l'amortissement).
Diamètre : 650–750 mm (Japon, Chine, EC8) ; 900 mm (États-Unis, en raison des fortes charges sismiques MCER).
Tableau 3 : Propriétés nominales de conception du système d'isolation

3.2 Charge sismique
1. Sites cibles : Tokyo (Japon), Pékin (Chine), San Francisco (USA), Reggio Calabria (EC8).
2. État du sol : Profil fixe ; vitesse moyenne des ondes de cisaillement (30 premiers mètres) : 209 m/s.
3. Caractéristiques des spectres :
1) Amortissement de 5 % : les États-Unis ont le plus grand spectre d'accélération/pseudo-vitesse (≈1,5x celui du Japon).
2) Spectres de pseudo-vitesse : augmente avec la période (Chine) ; constant/diminue (Japon, USA, EC8).
3) Amortissement ELU pour bâtiments isolés : ~20%.
3.3 Résultats de l'analyse des réponses
Deux méthodes principales sont comparées : ELM (méthode linéaire équivalente) et THA (analyse de l'historique des réponses).
3.3.1 Méthode linéaire équivalente (ELM)
Tous les codes définissent ELM pour les systèmes à un seul-degré-de-liberté (SDOF), mais avec des applicabilités variables. La Chine utilise une masse équivalente à 85 % et calcule les réponses pour des charges de 475 et 2 475 ans (aucune propriété limite prise en compte).
Tableau 4 : Résultats clés des réponses ELM et THA

3.3.2 Analyse de l'historique des réponses (THA)
1. Mouvements du sol :6 paires (Japon, valeurs maximales) ; 10 paires (Chine, USA, EC8, valeurs moyennes) ; tous correspondent à 5 % des spectres de conception.
2. Modélisation :
a) cadre 3D ;LRBidéalisé comme bilinéaire.
b) Analyse horizontale : amortissement Rayleigh (amortissement du système d'isolation=0 ; amortissement de la super-structure 1ère/2ème période=3%).
c) Super-structure : non-linéaire (Japon, Chine) ; élastique (USA, EC8).
3. Logiciel :SERA3D version 10.8 (THA) ; PKPM (Chine, RSA) ; ETABS V18 (RSA vertical).
4. Analyse verticale :RSA avec amortissement Rayleigh (amortissement 1ère/2ème période verticale=3 % ); les modes de vibration des poutres sont importants (en raison de la rigidité verticale d'isolation élevée).
3.3.3 Principales constatations
1. Japon :Dérive d'isolement ELU > dérive SLS ; ELM et THA sont sélectionnés indépendamment (20% ELM, 80% THA en pratique) ; Le mouvement du sol en champ proche de Kobe NS- produit le cisaillement le plus important (dépassant l'ELM) ; ELM prédit une déformation d’isolement plus importante.
2. Chine :Une charge de 475 - années (RSA) conçoit la superstructure ; La charge sur 2 475 ans (THA) vérifie la dérive ; la charge de conception utilise le maximum de résultats RSA/THA.
3. États-Unis :Les résultats de la PTH sont limités par l'ELM ; Le cisaillement ELM est légèrement plus grand que la conception sismique (en raison de Rᵢ=1.875 pour l'isolation par rapport à R=5 pour la conception sismique normale).

Ce document compareconception d'isolation sismiqueprocédures du Japon, de la Chine, des États-Unis et de l'EC8, axées sur les charges sismiques, les méthodes d'analyse et les tests des appareils. Un modèle de bâtiment RC de 7 -étages démontre les flux de travail de conception, en comparant les résultats ELM et THA. L'objectif est de proposer une procédure de conception commune pour la pratique de l'ingénierie, traitant des différences spécifiques au code en matière de philosophie de conception, de combinaisons de charges et d'exigences d'analyse.

Tout le contenu ci-dessus provient de « Comparaison des langues japonaisesCode de conception de l'isolation sismiqueavec les codes d'outre-mer" JSSI avril 2024.