免震にはいくつかの種類があります。最も一般的なタイプと、それらについて知っておくべきことは次のとおりです。これらには、ダンパー、構造、および最適化が含まれます。これらのタイプの分離は、スペクトル加速度変換を制御するために使用されます。これらのタイプの分離は現実的でなければなりません。免震を選択するときの主な目的は、スペクトル加速度変換を減らすことです。考慮すべき最も重要な要素は、隔離期間とダンピングです。
構造物
免震は、地震時に建物を改造する工学分野です。これらの構造物は、弾性材料と滑り材料でできており、建物の上部構造と基礎の間に設置されます。添付のスライド ショーは、世界最大の基地から隔離された建物のいくつかを示しています。免震の使用は世界的に増加しており、地震の影響を最小限に抑えるための実績のある戦略です。地震エンジニアリング企業の浙江地震防止技術有限公司は、この目的のために中国で世界的に尊敬されている企業の 1 つです。
免震にはいくつかの利点があります。より効率的な施工を可能にします。免震は、地震の際に鳥が飛んでいるのと同じように、構造的な動きを防ぎます。免震構造により、地盤の揺れから建物を守ります。他の免震方法よりも費用対効果が高いです。さらに、ダメージ回復効果も高い。これらの利点により、基礎分離は高層構造物の優れた選択肢となります。ただし、すべての状況でベース分離が可能であるとは限らないことに注意することが重要です。
免震は、地震リスクの高い建物に有益です。大地震の場合、各階の地盤せん断と絶対加速度を大幅に低減します。これは、上部構造が損傷を受けにくいことを意味します。免震建物の SILRSB は、対応する固定建物の SILRSB よりも小さくなっています。この研究は、免震建物の設計と解析に役立つ情報を提供します。
土壌条件
免震のための土壌条件は、構造システムと基礎の下の土壌の種類によって異なります。同じタイプの建物でも、形状と規模が同じであっても、異なる損傷パターンを示すことがあります。土壌の状態は、構造物の質量、剛性、および垂直方向の不規則性に影響を与える可能性があります。したがって、免震システムを設計する際には、土壌条件が非常に重要です。この記事では、免震に影響を与えるいくつかの重要な要因について説明します。
地盤の柔軟性は、地震力に対する建物の基礎の応答を決定します。柔らかい土壌は、硬い土壌よりも高いスペクトル変位と加速を生成します。これは、硬質および中程度の土壌が免震建物に適していることを意味します。ただし、実際には、これが常に可能であるとは限りません。特定の状況に応じて、さまざまな種類の土壌を使用する必要があります。多くの場合、軟弱な地盤は免震建物に使用できません。
免震システムの最適パラメータは、遺伝的アルゴリズムによって決定されました。最適な値は、さまざまな土壌条件の下でベースと屋根での加速度応答を最小にする値です。これらのパラメータが決定されると、各土壌条件の時刻歴分析が再度実行されます。これらの分析により、最適値が免震システムに最適であることが証明されました。これらの最適値は、地震応答と最高のパフォーマンスの最大の削減をもたらしました。そのため、耐震建築物には最適な免震地盤条件が重要です。
地盤の状態は、地震工学における重要なトピックです。土壌条件は、土壌の物理的および動的特性として定義されます。固い土（ロッキー）、中土（ミディアム）、柔らかい土（ルース）の3種類に分類されます。土の物理的特性によって、構造物が経験する振動と変形の量が決まります。地震では、地盤の変形により、ベースのせん断、モーメント、および変位が発生します。
ダンパー
建物の座屈を最小限に抑える方法の 1 つは、免震ダンパーを設置することです。これらのダンパーは、アイソレーター レベルで大きな変形を制御できます。弾性摩擦ベースアイソレーターと組み合わせて使用すると、最も効果的です。 2 種類のダンパーは、上部構造の力を大幅に増加させることなく、ベアリングの変位を効果的に低減します。これらのダンパーは、粘性ダンパーとも呼ばれます。
免震システムの設計は、免震建物の動的特性に依存します。これは、非破壊インパルス試験、振動機械試験、待機体制手順、およびマイクロ地震発破を使用して決定できます。補助ダンパーを使用して、除振装置レベルでの大きな変位を減らすことができます。著者らは、効果的な可変摩擦ダンパーを提案しています。これにより、建物の 1 階の柱とその基礎の間の変位が大幅に減少し、地震応答が大幅に改善されます。
基礎免震を備えた粘弾性ダンパーは、柱の曲げモーメントの大きさを大幅に低減します。これらのダンパーは、建物を周囲の環境から隔離する最も効果的な方法です。免震に使用するダンパーは、建物の斜めに設置されています。それらは、大規模な地震に対して十分な減衰を提供するように設計されています。建物が 2 階建て以上の場合、この設計は耐震用途に適しています。揺れの影響を軽減するためです。
免震の使用は、エンジニアリングの複雑な領域です。世界中の人々の生活に影響を与えています。これは高価で複雑なプロセスです。しかし、エンジニアは、ゴムとスチールを減衰システムと組み合わせて使用することで、この課題を解決する方法を見つけました。免震ダンパーは、最近のノースリッジ災害を含む多くの地震で効果を発揮しています。また、構造物の揺れを軽減する最も費用対効果の高い方法でもあります。
最適化
RBDO は、免震構造の設計に使用されます。この方法は、免震システムの計算コストが高いため、適用が難しいことがよくあります。免震システムは非線形であり、多数のパラメーターを使用してモデル化する必要があります。この問題を克服するために、本研究では、確率密度進化法と分散ベースの感度分析を統合する、ベース分離システムのRBDOの効率的なスキームを提案します。このスキームは、構造性能と耐震性を確保しながら、設計パラメータの数を減らすのに役立ちます。
免震構造の最適な設計パラメータは、統合されたスペクトル解析によって決定されます。解析では、構造の荷重定義プロセスと設計性能基準が考慮されます。次に、単一部材の最大変位を最小化すると同時に、その効率を最大化することにより、ベース アイソレータが最適化されます。得られた堅牢なソリューションは、従来の決定論的ソリューションと比較されます。結果は、免震最適化における重要な考慮事項である建物の安全性のコンテキストで説明されています。
この方法では、エラストマー ベアリングとサスペンション システムを組み合わせて、構造の固有振動数と動的変位を低減します。これにより、免震システムのサイズ、ベアリングと堀カバーのコスト、およびシステムの複雑さが軽減されます。また、免震システムよりも安価です。建物の基礎免震システムが必要な場合は、代わりにテイラー ダンパーの使用を検討してください。 Taylor ダンパーは、基礎免震の総コストを削減し、その複雑さを軽減します。
その結果、TLBO は、最適な非線形分離システム パラメータを特定できる、標準偏差の低い堅牢なアルゴリズムです。また、計算の複雑さも低いです。これらのパラメータを使用して、絶縁システムを次元化することができます。最適なシステム パラメーターがあれば、信頼性の高い効率的な非線形システムを設計できます。信頼性の高いソリューションを使用すると、システムのパラメーターを計算できます。
料金
免震とは、建物や構造物を地震から守る技術です。パイプライン、建物、高架橋、オフショア プラットフォームで一般的に使用されています。また、通信設備や水タンク、燃料タンクなどにも使用されています。公営住宅にも採用されています。これらのプロジェクトの多くは発展途上国にあります。免震システムの設置費用は、ニュージーランドの 3 ベッドルームの家で約 15,000 ドルです。
免震装置の設置費用は、総建設費の 3% から 5% です。ただし、テクノロジーには利点があります。特に遺産構造と見なされる建物の場合、財政的に実行可能であることが証明されています。人命を救うことに加えて、免震は建物の寿命を延ばすこともできます。これらのデバイスを設置するための初期費用は、材料の節約と修理費用の削減によって償却できると推定されています。この技術は、地震の多い地域で特に役立ちます。
免震装置の設置費用は、地震の種類とその激しさによって異なります。最も一般的な方法は、既存の鉄骨ラックに免震システムを設置することです。地震が発生しやすい地域では、免震は構造への壊滅的な損傷のリスクを軽減するのに役立ちます。安くはありませんが、長期的には多くのお金を節約できます。また、建物を地震から守ります。一般的な鉄骨ラック構造は、基礎免震で保護する必要があります。
基礎免震の設置には初期費用がかかりますが、性能と美観が向上するため、リスクの高い建物や戦略的な建物に最適です。ただし、設置コストは、システムが提供する構造上の節約とバランスを取る必要があります。基礎免震の経済的適合性と有効性を評価するために、包括的な調査が行われました。この研究の結果は、免震が適切に設置されている場合、建設プロセスがより安価で効率的であることを示しています。さらに、免震のプロセスは、従来の固定ベースの耐震構造を設置するよりも簡単で安価です.
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