ДСТУ-Н Б EN 1998-2:20ХХ сторінка 9 з 15
7 Мости з сейсмічною ізоляцією7.1 Загальні положення(1)Р В даному розділі розглядається конструкція мостів з сейсмоізоляцією, направленою на зниження їх реакції від горизонтальної сейсмічної дії. Ізолятори встановлюються на поверхні, яка розташовується, як правило, під пролітною будовою на верхній частині опор. (2) Реакція від сейсмічної дії може бути зменшена декількома способами: - за рахунок подовження основного періоду конструкції (ефект зміни періоду і цого вплив на спектр реакцій), внаслідок чого відбувається зменшення зусиль, але збільшення переміщень; - за рахунок деформування, що веде до зменшення переміщень і може сприяти зниженню зусиль; - за рахунок сумісного використання двох способів (переважний варіант). 7.2 ВизначенняСейсмоізоляційна система набір сейсмоізоляційних елементів, розташованих на поверхні ізоляції Ізолятори окремі елементи, складові сейсмоізоляційної системи. Кожен ізолятор володіє однією або декількома наступними можливостями: - сприйняття вертикального навантаження за рахунок високої поперечної гнучкості і високої вертикальної жорсткості;
- обмеження горизонтального переміщення в умовах дії горизонтальних несейсмічних навантажень Нижні конструкції будови частини конструкції, розташовані нижче поверхні ізоляції; як правило, це опори; Верхні конструкції будови частина конструкції, розташована над поверхнею ізоляції. У мостах - це пролітна будова Центр ефективної жорсткості Центр жорсткості С у верхній частині ізоляції; верхні будови розглядаються як жорсткі, але з урахуванням гнучкості ізоляторів і нижніх будов; Розрахункове переміщення (dcd) сейсмоізоляційної системи в головному напрямі максимальне горизонтальне переміщення (щодо грунту) центру жорсткості верхніх будов в умовах розрахункової сейсмічної дії Розрахункове переміщення (dbi) ізолятора i переміщення верхньої будови відносно нижньої будови в точці ізолятора, відповідне розрахунковому переміщенню сейсмоізоляційної системи; Підвищене розрахункове переміщення (dbi,a) ізолятора i розрахункове переміщення ізолятора, помножене на коефіцієнт, що підвищує згідно 7.6.2 Максимальне загальне переміщення ізолятора i сума підвищеного розрахункового переміщення, переміщення зрушення від постійного навантаження, тривалі деформації верхньої будови (подальша напруга, осідання і повзучість залізобетонних пролітних будов), а також 50% температурих переміщень Ефективна жорсткість сейсмоізоляційної системи в головному напрямі значення загальної горизонтальної сили, передаваної через поверхню ізоляції, паралельно розрахунковому переміщенню в цьому ж напрямі, розділене на абсолютне значення розрахункового переміщення Ефективний період головний період в даному напрямі системи з однією ступінню свободи, масою верхньої будови, що володіє, і жорсткістю, рівній жорсткості сейсмоізоляційної системи згідно 7.5.4 Ефективне загасання сейсмоізоляційної системи значення коефіцієнта в'язкого загасання, відповідне енергії, розсіяною сейсмоізоляційною системою під час циклічної реакції при розрахунковому переміщенні Прості слабоамортизуючи еластомерні опорні частини складені слабоамортизуючи еластомерні опорні частини згідно EN 1337-3:2005, що не відносяться до prEN15129:200Х (антисейсмічні пристрої) (див. 7.5.2.3.3(5)) Спеціальні еластомерні опорні частини складові високоамортизуючі еластомерні опорні частини, випробувані згідно вимогам ргEN15129:200Х (антисейсмічні пристрої) (див. 7.5.2.3.3(7)). 7.3 Основні вимоги і критерій відповідності(1)Р Мають бути виконані основні вимоги, вказані в 2.2. (2)Р Сейсмічна реакція верхньої і нижньої будови в умовах розрахункової сейсмічної ситуації повинна розглядатися як обмежена податливість (q ≤ 1,5). (3) Вважається, що міст відповідає основним вимогам, якщо він був спроектований згідно п.7.4 і 7.5 і відповідає 7.6 і 7.7. (4)Р Для міцності і працездатності сейсмоізоляційної системи потрібна підвищена надійність, оскільки її стійкість до зсуву має критичне значення для безпеки моста. Вважається, що сейсмоізоляційна система має високий рівень надійності, якщо вона була спроектована відповідно до вимог параграфа 7.6.2. (5)Р Для всіх типів ізоляторів, окрім простих слабоамортизиючих еластомерних опорних частин згідно 7.5.2.3.3(5) і (6) і плоских ковзаючих опор згідно 7.5.2.3.5(5), характеристики конструкції мають бути підтверджені результатами випробування дослідних зразків і якості. Примітка В довідковому додатку К містяться інструкції по проведенню випробувань дослідних зразків, якщо в ргEN 15129:200Х (антисейсмічні пристрої) немає докладного опису вимог по проведенню випробувань. 7.4 Сейсмічна дія7.4.1 Сфера застосування(1)Р Сфера застосування має бути не менше області пружної реакції, вказаний ЕN 1998-1:2004, 3.2.2.2 для неізольованих конструкцій (див. EN 1998-1:2004, 3.2.2.5(8)Р). Примітка Особливу увагу потрібно звернути на той факт, що безпека конструкцій з сейсмоізоляцією багато в чому залежить від вимог до переміщення для сейсмоізоляційної системи, які знаходяться в прямо пропорційному відношенні з величиною періоду TD Тому в рамках стандарту EN 1998-1:2004, 3.2.2.5(8)Р, національний додаток до даної частини єврокоду 8 може містити значення TD, спеціально призначене для проектування мостів з сейсмоізоляцією , яке є консервативнішим (довгостроковим), ніж значення, привласнене величині TD в національному додатку до стандарту EN 1998-1 : 2004 (див. також 3.2.2.3). 7.4.2 Представлення динаміки змін (1) Р Повинні застосовуватися умови 3.2.3. 7.5 Процедури розрахунку і моделювання 7.5.1 Загальні положення (1) Наступні процедури розрахунку з умовами застосування згідно 7.5.3 предназначаются для мостів з сейсмоізоляцією.
(2) На додаток до умов, вказаних в 7.5.3, є також и предварительные умови застосування методів (а) і (b) в параграфі (1).
(3) Якщо сейсмоізоляційна система складається виключно з простих слабоамортизуючих еластомерних опорних частин (еквівалентний коефіцієнт в'язкого загасання складає приблизно 0,05), можуть застосовуватися нормальні методи лінійного динамічного розрахунку, приведені в 4.2. Еластомерні опорні частини можуть розглядатися як лінійні пружні елементи, що деформуються при зрушенні (і, можливо, при стискуванні). При цьому можна допустити, що їх амортизації дорівнює загальній амортизації конструкції (див. 7.5.2.3.3(2)). Вся конструкція повинна залишатися в пружному стані. 7.5.2 Розрахункові характеристики сейсмоізоляційної системи7.5.2.1 Загальні положення(1)Р Всі ізолятори повинні відповідати вимогам EN рг15129:200Х (антисейсмічні пристрої) або мати Європейське технічне схвалення (ЕТА). Примітка 1 стандарт ргEN 15129:200Х: Антисейсмічні пристрої, знаходиться на стадії підготовки технічним комітетом CEN/TC340. До тих пір, поки цей стандарт не буде опублікований Європейським комітетом із стандартизації (CEN), а також у випадку з ізоляторами, випробування дослідних зразків яких не приводиться в повному об'ємі в цьому стандарті, можуть застосовуватися вимоги, приведені в довідковому додатку До справжнього стандарту. Примітка 2 що стосується простих слабоамортизуючих еластомерних опорних частин згідно 7.5.2.3.3(4), (5) і (6), а також змащених плоских ковзаючих опорних частин з PTFE (політетрафторетилену), використовуваних згідно 7.5.2.3.5(5), див. посилання вище і параграфи 7.5.2.4 (5), (6) і (7). 7.5.2.2 Жорсткість у вертикальному напрямі(1)Р Ізолятори, що сприймають вертикальні навантаження, повинні мати достатню жорсткість у вертикальному напрямі. (2) Вимога параграфа (1)Р вважається за виконану, якщо горизонтальне переміщення в центрі маси верхньої будови, завдяки вертикальній гнучкості ізоляторів, складає менше 5% розрахункового переміщення dcd. Дана умова не вимагає перевірки в тому випадку, якщо що ковзають або прості слабоамортизуючи еластомерні опорні частини використовуються як елементи вертикального навантаження, що несуть, на поверхні розділу системи ізоляції. 7.5.2.3 Розрахункові характеристики в горизонтальному направлении 7.5.2.3.1 Загальні положення (1) Розрахункові характеристики ізоляторів залежать від їх характеристик, які можуть бути унікальними або комбіновані згідно підпараграфам від 7.5.2.3.2 до 7.5.2.3.5. 7.5.2.3.2 Гістерезисний режим(1) Залежність «сила-переміщення» ізолятора в горизонтальному напрямі можна апроксимувати через білінійну залежність, як показано на рисунку 7.1, для ізолятора і (індекс і опущений). |
7 BRIDGES WITH SEISMIC ISOLATION 7.1 General (1)P This Section covers te design of bridges that are provided with a special isolating system, aiming to reduce their response due to horizontal seismic action. The isolating units are arranged over the isolation interface, usually located under the deck and over the top of the piers/abutments. (2) The reduction of the response may be achieved:
7.2 Definition sisolating system collection of components used for providing seismic isolation, located at the isolation interface isolator units or isolatorsthe individual components, constituting the isolation system. Each unit provides a single or a combination of the following functions:
substructure(s) part(s) of the structure located under the isolation interface, usually consisting of the piers and abutments. The horizontal flexibility of the substructures should in general be accounted for. superstructure part of the structure located above the isolation interface. In bridges this part is usually the deck effective stiffness centre stiffness centre C at the top of the isolation interface, considering the superstructure as rigid, but accounting for the flexibilities of the isolator units and of the substructure(s) design displacement (dcd) of the isolating system in a principal direction maximum horizontal displacement (relative to the ground) of the superstructure at the stiffness centre, occurring under the design seismic action design displacement (dbi) of an isolator i displacement of the superstructure relative to the substructure at the location of the isolator, corresponding to the design displacement of the isolating system increased design displacement (dbi,a) of isolator i design displacement of the isolator, multiplied by the amplification factor yiS in accordance with 7.6.2 maximum total displacement of isolator unit i sum of the increased design displacement, the offset displacement due to permanent actions, long-term deformations of the superstructure (post-tensioning, shrinkage and creep for concrete decks) and 50% of the displacement due to thermal movements. effective stiffness of the isolating system in a principal direction ratio of the value of the total horizontal force transferred through the isolation interface, concurrent to the design displacement in the same direction, divided by the absolute value of the design displacement (secant stiffness). effective period fundamental period in the direction considered, of a single-degree-of-freedom system having the mass of the superstructure and stiffness equal to the effective stiffness of the isolating system, as specified in 7.5.4 effective damping of the isolating system value of viscous damping ratio, corresponding to the energy dissipated by the isolation system during cyclic response at the design displacement simple low-damping elastomeric bearings laminated low-damping elastomeric bearings in accordance with EN 1337-3:2005, not subject to prEN 15129:200X (Antiseismic Devices) (see 7.5.2.3.3(5)) special elastomeric bearings laminated high damping elastomeric bearings successfully tested in accordance with the requirements of prEN 15129:200X (Antiseismic Devices) (see 7.5.2.3.3(7)). 7.3 Basic requirements and compliance criteria (1)P The basic requirements set forth in 2.2 shall be satisfied. (2)P The seismic response of the superstructure and substructures under the design seismic design situations shall be assumed as limited ductile (q ≤ 1,5). (3) The bridge is deemed to satisfy the basic requirements, if it is designed in accordance with 7.4 and 7.5 and conforms to 7.6 and 7.7. (4)P Increased reliability is required for the strength and integrity of the isolating system, due to the critical role of its displacement capability for the safety of the bridge. This reliability is deemed to be achieved if the isolating system is designed in accordance with the requirements of 7.6.2. (5)P For all types of isolator units, with the exception of simple elastomeric low-damping bearings in accordance with 7.5.2.3.3(5) and (6) and the flat sliding bearings in accordance with 7.5.2.3.5(5), the design properties shall be validated on the basis of Qualification and Prototype tests. NOTE Informative annex K is intended to provide guidance on prototype testing in cases where prEN 15129:200X ("Anti-seismic devices") does not include detailed requirements for type testing 7.4 Seismic action 7.4.1 Design spectra (1)P The spectrum used shall be not lower than the elastic response spectrum specified in EN 1998-1:2004, 3.2.2.2 for non-isolated structures (see EN 1998-1:2004,3.2.2.5(8)P). NOTE Particular attention should be given to the fact that the safety of structures with seismic isolation depends mainly on the displacement demands for the isolating system that are directly proportional to the value of period TD. Therefore, and in accordance with EN 1998-1:2004, 3.2.2.5(8)P, the National Annex to this Part of Eurocode 8 may specify a value of TD specifically for the design of bridges with seismic isolation that is more conservative (longer) than the value ascribed to TD in the National Annex to EN 1998-1 :2004 (see also 3.2.2.3). 7.4.2 Time-history representation (1)P The provisions of 3.2.3 apply. 7.5 Analysis procedures and modelling 7.5.1 General (1) The following analysis procedures, with conditions for application specified in 7.5.3, are provided for bridges with seismic isolation.
(2)P In addition to the conditions specified in 7.5.3, the following are prerequisites for the application of methods (a) and (b) in (1)
(3) If the isolating system consists exclusively of simple low-damping elastomeric bearings (equivalent viscous damping ratio approximately 0,05), the normal linear dynamic analysis methods specified in 4.2 may be applied. The elastomeric bearings may be considered as linear elastic members, deforming in shear (and possibly in compression). Their damping may be assumed equal to the global viscous damping of the structure (see also 7.5.2.3.3(2)). The entire structure should remain essentially elastic. 7.5.2 Design properties of the isolating system 7.5.2.1 General (1)P All isolators shall conform to EN pr15129:200X (Antiseismic Devices) or be covered by an ETA (European Technical Approval). NOTE 1: prEN 15129:200X: Antiseismic Devices is being prepared by CEN/TC340. Until this EN is published by CEN, as well as for the case of isolators whose Prototype tests are not fully covered by this latter EN, the requirements given in Informative Annex K of the present standard may be used. NOTE 2: Regarding simple low-damping elastomeric bearings in accordance with 7.5.2.3.3(4), (5) and (6) and lubricated PTFE (polytetrafluorethylene) flat sliding bearings used in accordance with 7.5.2.3.5(5) see references above as well as 7.5.2.4 (5), (6) and (7). 7.5.2.2 Stiffness in vertical direction (1)P The isolator units that carry vertical loads shall be sufficiently stiff in the vertical direction. (2) The requirement in (1)P is deemed to be satisfied if the horizontal displacement at the centre of mass of the superstructure, due to the vertical flexibility of the isolator units, is less than 5% of the design displacement dcd. This condition need not be checked if sliding or simple low-damping elastomeric bearings are used as vertical load carrying elements at the isolation interface. 7.5.2.3 Design properties in horizontal directions 7.5.2.3.1 General (1) The design properties of the isolators depend on their behaviour, which may be one or a combination of those described in subclauses 7.5.2.3.2 to 7.5.2.3.5. 7.5.2.3.2 Hysteretic behaviour (1) The force-displacement relationship of the isolator unit in the horizontal direction may be approximated by a bi-linear relationship, as shown in Figure 7.1, for an isolator unit i (index i is omitted). |
|||||||||||
|
Рисунок 7.1: Білінійна апроксимація гістерезисного режиму «сила-переміщення» (2) Нижче приведені параметри білінійної апроксимації: dy переміщення текучості dbd розрахункове переміщення ізолятора, відповідне розрахунковому переміщенню dcd сейсмоізоляційної системи ED розсіяна енергія за один цикл при розрахунковій деформації dbd, рівному площі, обмеженою фактичною петлею гістерезису = 4(Fydbd - Fmaxdy) Fy сила текучості від рівномірного навантаження F0 сила при нульовому переміщенні під впливом циклічного навантаження = Fy - Kpdy Fmax максимальна сила, відповідна розрахунковому переміщенню dbd Ке пружна жорсткість при рівномірному навантаженні = Fy/dy , рівна також розвантажувальній жорсткості при циклічному вантаженні Кр жорсткість за межами пружності = Fmax - Fy)/(dbd - dy). 7.5.2.3.3 Робота еластомерних опорних частин
де Gb модуль зрушення еластомера (див. 7.5.2.4(5)) Ab корисна площа в горизонтальному напрямі, te загальна товщина еластомера.
Примітка за стислі вважаються еластомерні опори, що піддалися (перед випробуванням) дії одного або декількох циклів сильної деформації зрушення. Стислі опорні частини демонструють значне зниження зсувної жорсткості в подальших циклах. Проте через деякий час (через декілька місяців) відбувається відновлення початкової зсувної жорсткості. Даний ефект виділяється у високоамортизуючих опорних частинах з низьким модулем зрушення, і повинен враховуватися за допомогою використання відповідного діапазону розрахункових параметрів (див. К.2.1 і К.2.3.3 R4).
- Пружна жорсткість: |
Figure 7.1: Bilinear approximation of hysteretic force-displacement behaviour
dy yield displacement dbd design displacement of the isolator corresponding to the design displacement dcd of the isolating system ED dissipated energy per cycle at the design displacement dbd, equal to the area enclosed by the actual hysteresis loop = 4(Fydbd - Fmaxdy) Fy yield force under monotonic loading F0 force at zero displacement under cyclic loading = Fy - Kpdy Fmax maximum force, corresponding to the design displacement dbd Ke elastic stiffness at monotonic loading = Fy/dy , equal also to the unloading stiffness in cyclic loading; Kp post-elastic (tangent) stiffness = (Fmax - Fy)/(dbd - dy). 7.5.2.3.3 Behaviour of elastomeric bearings
where Gb is the shear modulus of the elastomer (see 7.5.2.4(5)), Ab its effective horizontal area and te is the total thickness of the elastomer.
NOTE Scragging is exhibited by elastomeric bearings if they have been previously (i.e. before testing) subjected to one or more cycles of high shear deformation. Scragged bearings show a significant drop of the shear stiffness in subsequent cycles. It appears however that the original (virgin) shear stiffness of the bearings is practically recovered after a certain time (a few months). This effect is prominent mainly in high damping and in low shear modulus bearings and should be accounted for by using an appropriate range of design parameters (see K.2.1 and K.2.3.3 R4). (9) Lead Rubber Bearings (LRB) consist of low-damping elastomeric bearings with a cylindrical lead core. Yielding of the lead core provides such devices with substantial hysteretic behaviour. This hysteretic behaviour may be represented by the bilinear approximation shown in Figure 7.1 with the following parameters: - Elastic stiffness: |
|||||||||||
|
Ke = KL + KR |
||||||||||||
|
де KR і KL представляють жорсткість еластомерних і свинцевих частин пристрої на зрушення, відповідно Жорсткість за межами пружності: |
where KR and KL are the shear stiffnesses of the elastomeric and lead parts of the device, respectively;
|
|||||||||||
|
Kp = KR |
||||||||||||
|
Сила текучості: |
Yield force: |
|||||||||||
|
Fy = FLy (1+Kr/Kl) |
||||||||||||
|
де FLy сила текучості свинцевого сердечника. Примітка 1 якщо Kr<<Kl, тоді Ke ≡ Kl і Fy ≡Fly Примітка 2 свинцево-гумові опори повинні відповідати вимогам EN рг15129:200Х: антисейсмічні пристрої. 7.5.2.3.4 Рідинні в'язкі амортизатори (1) Реакція рідинних в'язких демпферів пропорційна vab, де |
where FLy is the yield force of the lead core. NOTE 1: When Kr<<Kl, then Ke ≡ Kl and Fy ≡Fly NOTE 2: LRBs should be in accordance with EN pr15129:200X: Antiseismic Devices. 7.5.2.3.4 Fluid viscous dampers (1) The reaction of fluid viscous dampers is proportional to vab, where |
|||||||||||
|
ν = db=- |
||||||||||||
|
швидкість переміщення. Оскільки дана реакція дорівнює нулю при максимальному переміщенні dmax=dbd, вона не вносить якого-небудь внеску до фактичної жорсткості сейсмоізоляційної системи. Залежність переміщення від сили рідинного в'язкого амортизатора показана на рисунку 7.2 (для синусоїдального руху) відповідно до значення експоненти ab. |
is the velocity of motion. This reaction is zero at the maximum dmax=dbddisplacement and therefore does not contribute to the effective stiffness of the isolating system. The force-displacement relationship of a fluid viscous damper is shown in Figure 7.2 (for sinusoidal motion), depending on the value of the exponent ab |
|||||||||||
|
db = dbd sin(ωt), with ω = 2π/Teff F = Cvαb = Fmax(cos(ωt))αb Fmax = C(dbdω)αb ED = λ(αb) Fmax dbd λ(αb) = 22+αb Γ( ) = gamma function |
||||||||||||
|
Рисунок 7.2: Режим «вязкостна сила- переміщення» Примітка Для деяких в'язких пристроїв (рідинних амортизаторів) з низькими значеннями аb, потрібна послідовна комбінація з в'язкостного елементу з лінійною пружиною (рідині, що відображає стисливість) для того, щоб залежність «сила-переміщення» відповідала з результатом випробувань для ED. Проте це робить незначний вплив на енергію (ED), що розсіюється пристроєм. 7.5.2.3.5 Фрикційний режим(1) Ковзаючі пристрої з плоскою поверхнею ковзання обмежують силу, передавану на верхню будову до рівня: |
Figure 7.2: Viscous force-displacement behaviour NOTE: In certain cases of viscous devices (fluid dampers) with low ab-values, combination of the viscous element with a linear spring in series (reflecting the fluid compressibility) is necessary to give satisfactory agreement of the force-velocity relationship with test results for ED. However this has only minor influence on the energy (ED) dissipated by the device. 7.5.2.3.5 Friction behaviour (1) Sliding devices with a flat sliding surface limit the force transmitted to the superstructure to: |
|||||||||||
|
Fmax= µdNsdsign(* d b) |
(7.1) |
|||||||||||
|
де: µd- динамічний коефіцієнт тертя; Nsd- нормальна сила, передавана через пристрій; знак (* d b) - знак вектора швидкості * d b; db- відносне переміщення двох поверхонь ковзання. Проте такі пристрої можуть привести до значних переміщень від постійних навантажень. Тому вони повинні використовуватися разом з іншими пристроями, що забезпечують відновлення їх початкових властивостей (див. 7.7.1). (2) Ковзаючі пристрої з сферичною поверхнею ковзання з радіусом Rbзабезпечують відновну силу при переміщенні dь, рівну Nsddb/Rb). Нижче приводиться співвідношення сили до переміщення для такого пристрою: |
where: µd is the dynamic friction coefficient Nsd is the normal force through the device, and sign(* d b) is the sign of the velocity vector*d b db is the relative displacement of the two sliding surfaces Such devices however can result in substantial permanent displacements. Therefore they should be used in combination with devices providing adequate restoring capability (see 7.7.1). (2)Sliding devices with a spherical sliding surface of radius Rb provide a restoring force at displacement db equal to NSddb/Rb. For such a device the force displacement relationship is: |
|||||||||||
|
Fmax = dbd + µdNSdsign ( d bd ) |
(7.2) |
|||||||||||
|
Рисунок 7.3: Режим «сила тертя-переміщення» Примітка Вираз (7.2) дає достатнє наближення, якщо db/Rb < 0,25. (3) У обох випадках енергія, розсіяна за цикл ED (см.рисунок 7.3) при розрахунковому переміщенні dbd, дорівнює: |
Figure 7.3: Friction force-displacement behaviour NOTE Expression (7.2) offers sufficient approximation when db/Rb < 0,25. (3) In both the above cases the energy dissipated per cycle ED (see Figure 7.3) at the design displacement dbd amounts to: |
|||||||||||
|
Ed = 4µdNsddbd |
(7.3) |
|||||||||||
|
(4) Динамічний коефіцієнт тертя µd залежить, в основному, від:
- опорного тиску на поверхню ковзання від розрахункової сейсмічної дії; - швидкості ковзання. і повинен визначатися за допомогою відповідних випробувань. Примітка Інформація про проведення випробувань для визначення динамічного коефіцієнта тертя приводиться в довідковому додатку К. Для чистого PTFE, що ковзає по відполірованій поверхні з неіржавіючої сталі, динамічний коефіцієнт тертя може бути довольно низьким (≤ 0,01) в діапазоні швидкостей, відповідних сейсмічному переміщенню, а також в звичайному діапазоні опорного тиску, що впливає на поверхню ковзання від розрахункової сейсмічної дії. (5) Якщо оцінка еквівалентного загасання сейсмоізоляційної системи виконана без урахування внесків даних елементів, ковзаючі опорні частини з змащеною плоскою поверхнею ковзання PTFE , що забезпечує ковзання в 7.5.2.4 Мінливість характеристик ізоляторів(1)P Номінальні розрахункові характеристики (DP) ізоляторів повинні підтверджуватися згідно prEN15129:200X: антисейсмічні пристрої мають бути включені в ETA, за винятком спеціальних випадків використання простих слабо-амортизуючих еластомерних опорних частин згідно 7.5.2.3.3(5) і 7.5.2.3.3(6), а також ковзаючих опор згідно 7.5.2.3.5(5), для яких застосовуються вимоги параграфів (4), (5) і (6) нижче. Примітка Див. також примітка 7.5.2.1(1)Р. (2)Р Номінальні характеристики ізоляторів і сейсмоизоляційних систем змінюються в результаті старіння, дії температури, забруднення і зносу. Такі зміни необхідно враховувати відповідно до додатку J за допомогою використання двох наступних груп розрахункових характеристик сейсмоизоляційних системи:
(3)Р Незалежно від методу розрахунку зазвичай проводяться два розрахунки: один з використанням груп верхніх граничних значень розрахункових характеристик з утворенням максимальних сил в опорах і пролітній будові і інший, з використанням набору нижніх граничних значень розрахункових характеристик з максимальними переміщеннями сейсмоизоляційної системи і пролітної будови.
де: - Модуль зрушення вь Gb = 1,1 Ggзгідно EN 1337-3:2005. Еквівалентне в'язке загасання |
(4) The dynamic friction coefficient µd depends mainly on: the composition of the sliding surfaces; the use or not of lubrication; the bearing pressure on the sliding surface in the seismic design situation; the velocity of sliding and should be determined by appropriate tests. NOTE: Information on tests that may be used for the determination of the dynamic friction coefficient is given in Informative Annex K. It should be noted that for lubricated pure virgin PTFE that slides on polished stainless steel surface, the dynamic friction coefficient may be quite low (≤ 0,01) at the range of velocities corresponding to seismic motions and under the usual range of bearing pressures on the sliding surface in the seismic design situation. (5) Provided that the equivalent damping of the isolating system is assessed ignoring any contribution from these elements, sliding bearings with a lubricated PTFE flat sliding surface allowing sliding in both horizontal directions in accordance with EN 1337-2:2000 and elastomeric bearings with sliding lubricated PTFE elements allowing sliding in one horizontal direction, while in the other direction they behave as simple low damping elastomeric bearings, in accordance with EN 1337-2:2000 and EN 13373:2005, are not subject to special tests for seismic performance. 7.5.2.4 Variability of properties of the isolator units (1)P The nominal design properties (DP) of isolator units shall be validated in general in accordance with prEN15129:200X: Antiseismic Devices or be included in a ETA, with the exception of the special cases of simple low damping elastomeric bearings in accordance with 7.5.2.3.3(5) and 7.5.2.3.3(6), and of sliding bearings in accordance with 7.5.2.3.5(5), for which (4), (5) and (6) below apply. NOTE See also Note under 7.5.2.1(1)P. (2)P The nominal properties of the isolator units, and hence those of the isolating system, may be affected by ageing, temperature, loading history (scragging), contamination, and cumulative travel (wear). This variability shall be accounted for in accordance with Annex J, by using the following two sets of design properties of the isolating system, properly established:
(3)P In general and independently of the method of analysis, two analyses shall be performed: one using the UBDPs and leading to the maximum forces in the substructure and the deck, and another using the LBDPs and leading to the maximum displacements of the isolating system and the deck.
- Shear modulus Gb = 1,1 Ggwhere Gg is the value of the "apparent conventional shear modulus" in accordance with EN 1337-3:2005; Equivalent viscous damping |
|||||||||||
|
ξeff = 0,05 |
||||||||||||
- Нижні граничні значення розрахункових характеристик: G b,min = Gb - Верхні граничні значення розрахункових характеристик залежать від мінімальної температури опорних частин при розрахунковій сейсмічній дії Tmin,b (см.чМ(2)) таким чином: - якщо Tmin,b≥0°С, тоді G b,max = Gb - якщо Tmin,b < 0°С, тоді значення втах повинно відповідати Tmin,b. Примітка Якщо результати відповідних випробувань відсутні, значення Gbmax, представлене як верхнє граничне значення розрахункових характеристик, може бути відкоректоване відносно температурної дії відповідно до значень Kp, відповідними величині Кр, вказаній в таблиці Kp. (7) Значення параметрів тертя елементів ковзання, чия участь в розсіяння енергії ігнорується згідно 7.5.2.3.5(5), приймається згідно EN 1337-2:2000. |
- LBDPs G b,min = Gb - UBDPs depend on the "minimum bearing temperature for seismic design" Tmin,b (see J.1(2)) as follows:
the value of Gmax should correspond to Tmin,b. NOTE: In the absence of relevant test results the Gbmax value given as UBDPs may be adjusted regarding temperature in accordance with the Àmax values corresponding to Kp specified in Table Kp.
EN 1337-2:2000. |
|||||||||||
|
7.5.3 Умови застосування методів розрахунку (1)Р Спектральний метод головного типу коливань застосовується у разі виконання всіх наступних умов: а. Відстань моста до найближчого відомого сейсмічного активного джерела перевищує 10 км. b. Грунт майданчика моста відповідає одному з типів грунту А, В, С або Е согласно EN 1998-1:2004, 3.1.1. с.Робочий коефіцієнт загасання не перевищує 0,30. (2)Р Багаторежимний спектральний розрахунок може застосовуватися, якщо виконуються дві умови b і з параграфа (1)Р. (3) Нелінійний розрахунок динаміки змін може застосовуватися для розрахунку будь-якого моста. 7.5.4 Спектральний розрахунок по головним формам коливань(1) У всіх випадках повинна використовуватися модель жорсткої пролітної будови (див. 4.2.2.3). (2)P Поперечна сила, передавана через поверхню розділу системи ізоляції в кожному головному напрямі, повинна визначатися, приймаючи верхню будову як систему з однією мірою свободи і використовуючи: фактичну жорсткість сейсмоізоляційної системи, Keff фактичне демпфування сейсмоізоляційної системи ξeff масу верхньої будови, Md - спектральне прискорення Se(Teff, ŋeff)(див. EN 1998-1:2004, 3.2.2.2), відповідне ефективному періоду, Teff, при ŋeff = ŋ(teff) Значення даних параметрів повинні визначатися таким чином: - фактична жорсткість |
7.5.3 Conditions for application of analysis methods (1)P The Fundamental mode spectrum analysis may be applied if all of the following conditions are met: a. The distance of the bridge site to the nearest known seismically active fault exceeds b. The ground conditions of the site correspond to one of the ground types A, B, C or E of EN 1998-1:2004, 3.1.1. c. The effective damping ratio does not exceed 0,30. (2)P Multi-mode Spectrum Analysis may be applied if both conditions b and c of (1)P are met. (3) Time-history non-linear analysis may be applied for the design of any isolated bridge. 7.5.4 Fundamental mode spectrum analysis (1) The rigid deck model (see 4.2.2.3) should be used in all cases. (2)P The shear force transferred through the isolating interface in each principal direction shall be determined considering the superstructure as a single-degree-of-freedom system and using: the effective stiffness of the isolation system, Keff the effective damping of the isolation system, ξeff the mass of the superstructure, Md the spectral acceleration Se(Teff, ŋeff) (see EN 1998-1:2004, 3.2.2.2) corresponding to the effective period, Teff, with ŋeff = ŋ(teff) The values of these parameters should be determined as follows: - Effective stiffness |
|||||||||||
|
Keff = Σ Keff,i |
(7.4) |
|||||||||||
|
де: Keff- складена жорсткість ізолятора і відповідної нижньої будови (опори) i - фактичне демпфування |
where Keff,i is the composite stiffness of the isolator unit and the corresponding substructure (pier) i.
|
|||||||||||
|
(7.5) |
||||||||||||
|
де: ΣЕDi - сума розсіяних енергій всіх ізоляторів i у повному циклі деформацій при розрахунковому переміщенні dcd. - фактичний період |
where: ΣЕDi is the sum of dissipated energies of all isolators i in a full deformation cycle at the design displacement dcd. Effective Period |
|||||||||||
|
(7.6) |
||||||||||||
|
(3) Это призводит к получению результатов, показанных в таблице 7.1 и на рисунке 7.4. Таблица 7.1 - Спектральне прискорення Seи расчетное перемещение dcd |
(3)This leads to the results shown in Table 7.1 and Figure 7.4. Table 7.1: Spectral acceleration Se and design displacement dcd |
|||||||||||
|
||||||||||||
|
ag = γIag,R dC = agSηeffTC |
(7.7) (7.8) |
|||||||||||
|
Значення ŋeff можна узяти з виразу: |
The value of ŋeff should be taken from the expression: |
|||||||||||
|
(7.9) |
||||||||||||
|
Максимальна поперечна сила |
Maximum shear force |
|||||||||||
|
Vd= MdSe = Keff dcd |
(7.10) |
|||||||||||
|
де: S, TC і TD параметри розрахункового спектру залежно від типу грунту згідно 7.4.1(1)Р і EN 1998-1:2004, 3.2.2.2; ag розрахункове прискорення грунту для грунту типу А згідно категорії важливості моста yi коефіцієнт важності моста ag;R початкове розрахункове прискорення грунту (відповідне контрольному періоду повторення) |
where: S, TC and TD are parameters of the design spectrum depending on the ground type, in accordance with 7.4.1(1)P and EN 1998-1:2004, 3.2.2.2; ag is the design ground acceleration on type A ground corresponding to the importance category of the bridge; yi is the importance factor of the bridge; and ag;R is the reference design ground acceleration (corresponding to the reference return period). |
|||||||||||
|
Рисунок 7.4: Спектр прискорень та переміщень Примітка 1 Спектр пружною реакції в EN 1998-1:2004, 3.2.2.2 (1)Р застосовується до періодів 4 с. Для значень Teff, що перевищують 4 с, може використовуватися спектр реакції пружних переміщень в EN 1998-1:2004, додаток А, а спектр реакції пружних прискорень може виводитися зі спектру реакції пружних переміщень за допомогою перетворення виразу (3,7) в EN 1998-1:2004 . Тим не менш, мости Teff > 4 з заслуговують спеціальної уваги з урахуванням їх низької жорсткості опору будь горизонтальному впливу. Примітка 2 Для опори з висотою Hiі жорсткістю на зсув Ksi (кН/м), підтримуваної основою з жорсткістю на зсув Kti (кН/м), крутильної жорсткістю Kti (кН/м) і несучого ізолятора і с жорсткістю KBI (кН/м), складова жорсткість Keffi дорівнює (див. малюнок 7.5N): |
Figure 7.4: Acceleration and displacement spectra NOTE 1: The elastic response spectrum in EN 1998-1:2004, 3.2.2.2(1)P applies up to periods of 4 s. For values of Teff longer than 4 s the elastic displacement response spectrum in EN 19981:2004, Annex A may be used and the elastic acceleration response spectrum may be derived from the elastic displacement response spectrum by inverting expression (3.7) in EN 19981:2004. Nonetheless, isolated bridges with Teff > 4 s deserve special attention, due to their inherently low stiffness against any horizontal action. NOTE 2: For a pier of height Hi with a displacement stiffness Ksi (kN/m), supported by a foundation with translation stiffness Kti (kN/m), rotation stiffness Kfi (kNm/rad), and carrying isolator unit i with effective stiffness Kbi (kN/m), the composite stiffness Keffi is (see Figure 7.5N): |
|||||||||||
|
7.11N |
||||||||||||
|
А - прольотна будівля В - ізолятор і С - опора і Рисунок 7.5N : Складова жорсткість опори і ізолятора і. Гнучкість ізолятора і його відносне переміщення |
A - Superstructure B - Isolator i C - Pier i Figure 7.5N: Composite stiffness of pier and isolator i The flexibility of the isolator and its relative displacement |
|||||||||||
|
зазвичай набагато перевищує аналогічні параметри інших компонентів переміщення прогонової будови. З цієї причини ефективне демпфування системи залежить тільки від суми розсіяніх енергій ізоляторів, ΣЕDi, а відносне переміщення ізолятора практично дорівнює переміщенню верхньої будови в даній точці |
typically is much larger than the other components of the superstructure displacement. For this reason the effective damping of the system depends only on the sum of dissipated energies of the isolators, ΣЕDi, and Key the relative displacement of the isolator is practically equal to the displacement of the superstructure at this point |
|||||||||||
|
dbi/did = Keffi/Kbi = 1 |
||||||||||||
|
|
|||||||||||
|
did = δidcd |
(7.12) (7.13) (7.14) |
|||||||||||
|
де: ех ексцентриситет в подовжньому напрямі; r радіус обертання пролітної будови навколо вертикальної осі через центр маси; xi і yi координати опори / щодо центру жорсткості; Kyi і Kxi складена жорсткість ізолятора і опори і у напрямах у і х, відповідно. Примітка прямолінійних мостах, як правило, yi << xi. У таких випадках елемент yi2Kx у виразі (7.14) може бути опущений. (6)Р Параграф 4.2.1.4(2) повинен застосовуватися для поєднання компонентів сейсмічної дії. 7.5.5 Спектральний розрахунок з урахуванням вищих форм коливань(1)Р При моделюванні сейсмоізоляційної системи необхідно враховувати наступне: - просторовий розподіл ізоляторів і відносний перекидаючий момент; - зрушення в обох горизонтальних напрямах і обертання навколо вертикальної осі пролітної будови. (2)Р При моделювання пролітної будови необхідно враховувати його деформацію в плані. Ексцентриситет випадкової маси може не враховуватися.
(5)Р Параграф 4.2.1.4(2) застосовується для поєднання горизонтальних складових сейсмічної дії. (6) Результуюче переміщення центру жорсткості сейсмоізоляційної системи (dcd) і результуюча загальна поперечна сила, що передається через поверхню розділу системи ізоляції (Vd) в кожному з двох горизонтальних напрямках, перевіряються по нижньому граничному значенню таким чином: |
where: ex is the eccentricity in the longitudinal direction; r is the radius of gyration of the deck mass about the vertical axis through its centre of mass; xi and yi are the coordinates of pier i relative to the effective stiffness center; Kyi and Kxi are the effective composite stiffnesses of isolator unit and pier i, in the y and x directions, respectively. NOTE: In straight bridges usually yi << xi. In such cases the term yi2Kx in expression (7.14) may be omitted. (6)P Subclause 4.2.1.4(2) shall be applied for the combination of components of the seismic action. 7.5.5 Multi-mode Spectrum Analysis (1)P The modelling of the isolating system shall reflect with sufficient accuracy:
(2)P The modelling of the superstructure shall reflect with sufficient accuracy its deformation in plan. Accidental mass eccentricity need not be considered.
(5)P Subclause 4.2.1.4(2) shall be applied for the combination of the horizontal components of the seismic action. (6) The resulting displacement of the stiffness centre of the isolating system (dcd) and the resulting total shear force transferred through the isolation interface (Vd) in each of the two-horizontal directions, are subject to lower bounds as follows: |
|||||||||||
|
(7.15) (7.16) |
||||||||||||
|
де: dеf, Vf розрахункове переміщення і поперечна сила, передавана через поверхню розділу системи ізоляції, розрахована відповідно до спектрального розрахунку головного типу коливань 7.5.4. Обмеження 7.5.3(1)Р не застосовуються для перевірки виразів (7.15) і (7.16). (7) Якщо умови (6) не виконуються, відповідна дія на сейсмоізоляційну систему, пролітні будови і опори необхідно помножити на: |
where: dеf, Vf are respectively the design displacement and the shear force transferred through the isolation interface, calculated in accordance with the Fundamental mode spectrum analysis of 7.5.4. For the needs of the verification of expressions (7.15) and (7.16), the limitations of 7.5.3(1)P do not apply. (7) In case the conditions in (6) are not met, the relevant effects on the isolation system, the deck and the substructures should be multiplied times: |
|||||||||||
|
для сейсмічних переміщень/for the seismic displacements (7.17) для сейсмічних сил і моментів/for the seismic forces and moments (7.18) |
||||||||||||
|
(8) Обмеження (6) і відповідні поправки в (7) можуть не застосовуватися, якщо міст не може бути апроксимований (навіть грубо) як модель з однією ступенню свободи. До таких випадків можна віднести наступні мости:
У таких ситуаціях рекомендується, щоб обмеження і поправки (6) і (7) застосовувалися в кожному напрямі до переміщень і сил, виведених з режиму головного типу коливань дійсної моделі моста в одному і тому ж напрямі. 7.5.6 Розрахунок динаміки змін(1)Р Застосовуються параграфи 7.5.5(1)Р, (2)Р, (3), (6), (7)Р і (8)Р, використовуючи у виразах (7.15) і (7.16) як значення dcd та Vd) і відповідна розрахункова дія згідно 4.2.4.3(1)Р. 7.5.7 Вертикальна складова сейсмічної дії(1) Вплив вертикальної складової сейсмічної дії можна визначити за допомогою лінійного спектрального розрахунку реакції незалежно від методу, використовуваного для визначення реакції на горизонтальну сейсмічну дію. Для визначення впливу комбінаційної дії, застосовуються умови 4.2.1.4. 7.6 Перевірка7.6.1 Розрахункова сейсмічна ситуація(1)Р Опис розрахункової сейсмічної ситуації приводиться за допомогою виразу (5.4) в 5.5(1)Р. (2)Р Розрахункова сейсмічна дія на сейсмоізоляційну систему повинна враховуватися згідно 7.6.2, а дія на верхню і нижню будову -згідно 7.6.3. 7.6.2 Сейсмоізоляційна система(1)Р Необхідна підвищена надійність сейсмоізоляційної системи (см. 7.3(4)Р) забезпечується за допомогою розрахунку кожного ізолятора i на підвищене розрахункове переміщення dbi>a: |
(8) The limitations of (6) and the relevant corrections in (7), need not be applied if the bridge cannot be approximated (even crudely) as a single-degree-of-freedom model. Such cases may appear in: bridges with high piers, the mass of which has a significant influence on the displacement of the deck bridges with a substantial eccentricity ex in the longitudinal direction between the centre of mass of the deck and the effective stiffness centre (ex > 0,10L) In such cases it is recommended that the limitations and corrections of (6) and (7) are applied in each direction to displacements and forces derived from the fundamental mode of the actual bridge model in the same direction. 7.5.6 Time history analysis (1)P Subclauses 7.5.5(1)P, (2)P, (3), (6), (7)P and (8)P apply, using in expressions (7.15) and (7.16) as values of dcd and Vd the corresponding design action effects in accordance with 4.2.4.3(1)P. 7.5.7 Vertical component of seismic action (1) The effects of the vertical component of the seismic action may be determined by linear response spectrum analysis, regardless of the method used for the determination of the response to the horizontal seismic action. For the combination of the action effects 4.2.1.4 applies. 7.6 Verifications 7.6.1 Seismic design situation (1)P The seismic design situation is described by expression (5.4) in 5.5(1)P. (2)P The design seismic action effects for the isolating system shall be taken in accordance with 7.6.2 and those for the superstructure and substructure in accordance with 7.6.3. 7.6.2 Isolating system (1)P The required increased reliability of the isolating system (see 7.3(4)P) shall be implemented by designing each isolator i for increased design displacements dbi>a: |
|||||||||||
|
dbi,a = γISdbi,d |
(7.19) |
|||||||||||
|
де ɣis- це коефіцієнт, що підвищує, який застосовується тільки до розрахунковому переміщенню dbi;dкожного ізолятора i, як результат однієї з процедур розглянутих в 7.5. Якщо просторова мінливість сейсмічної дії враховується з допомогою спрощеного методу 3.3(4), (5), (6) і (7)Р, підвищені розрахункові переміщення необхідно визначати за правилом 3.3(7) Р, де переміщення dbi;dвикликані інерційною реакцією, визначеною згідно одного з методів 7.5, повинні збільшуватися відповідно до виразу (7.19). При цьому переміщення, відповідні просторовій мінливості, визначеній згідно 3.3.(5) і (6), такого посилення не вимагають. Примітка Значення, привласнене величині ɣis для застосування в країні, можна знайти в національному застосуванні. Значення, що рекомендується: ɣis = 1,50. (2)Р Для того, щоб визначити загальне максимальне переміщення кожного ізолятора в кожному напрямі, до збільшеного розрахункового сейсмічного переміщення (див. вищий) необхідно додати переміщення зрушення, яке може викликатися: a) постійною дією; b) тривалими переміщеннями (подальша напруга, осідання та повзучість бетонних блоків) верхньої будови; c) 50 % теплової дії. (3)Р Всі компоненти сейсмоізоляційної системи мають бути здатними функціонувати в умовах загальних максимальних переміщень. (4)Р Розрахунковий опір кожного несучого елементу сейсмоізоляційної системи, включаючи її кріплення, повинен перевищувати силу, що впливає на елемент при загальному максимальному переміщенні. Воно повинне також перевищувати розрахункову силу, викликану вітровим навантаженням на конструкцію у відповідному напрямі. Примітка Максимальна реакція гідравлічних в'язких амортизаторів (див. 7.5.2.3.4), відповідна підвищеному переміщенню dbi,a, може визначатися за допомогою множення реакції, виведеної за наслідками розрахунку, на yISb, з ab згідно 7.5.2.3.4
Примітка Значення, надане величині ут у виразі (2) в стандарті EN 13373:2005, 5.3.3 для застосування в країні в умовах розрахункової сейсмічної ситуації, можна знайти в національному додатку даної країни. Значення, що рекомендується: ɣm = 1,15.
|
where ɣis is an amplification factor that is applied only on the design displacement dbi;d of each isolator i resulting from one of the procedures specified in 7.5. If the spatial variability of the seismic action is accounted for through the simplified method of 3.3(4), (5), (6) and (7)P, the increased design displacements shall be estimated by application of the rule of 3.3(7)P, where the displacements dbi;d due the inertia response determined in accordance with one of the methods in 7.5 shall be amplified in accordance with expression (7.19) above, while those corresponding to the spatial variability determined in accordance with 3.3.(5) and (6), need not be amplified. NOTE The value ascribed to ɣis for use in a country may be defined in its National Annex. The recommended value is ɣis = 1,50. (2)P The maximum total displacement of each isolator unit in each direction shall be obtained by adding to the above increased design seismic displacement, the offset displacement potentially induced by:
(3)P All components of the isolating system shall be capable of functioning at the total maximum displacements. (4)P The design resistance of each load-carrying member of the isolation system, including its anchorage, shall exceed the force acting on the member at the total maximum displacement. It shall also exceed the design force caused by wind loading of the structure in the relevant direction. NOTE The maximum reaction of hydraulic viscous dampers (see 7.5.2.3.4) corresponding to the increased displacement dbi,a may be estimated by multiplying the reaction resulting from the analysis times yISb , with ab as defined in 7.5.2.3.4 (5) Isolator units consisting of simple low-damping elastomeric bearings should be verified for the action effects in (1)P to (4)P, in accordance with EN 1337-3:2005, 5.3.3 and using the value KL = 1 in expression (1) of EN 1337-3:2005, 5.3.3. NOTE The value ascribed to the partial factor ym in expression (2) in EN 1337-3:2005, 5.3.3, for use in a country in the seismic design situation may be specified in the National Annex of the country. The recommended value is ɣm = 1,15. (6) For simple low damping elastomeric bearings, in addition to the verification of (5), the following condition should be verified: |
|||||||||||
|
εq,d ≤ 2,0 |
(7.20) |
|||||||||||
|
де sq;d- це деформація зрушення, розрахована відповідно до виразу (10) в EN 1337-3:2005, 5.3.3.3. У даному контексті vX;d і vy>d необхідно приймати як рівні максимальним загальним відносним деформаціям в горизонтальних напрямах х і у, як вказано в (2) вище.
7.6.3 Опори і пролітна будова(1)Р Зусилля Ебд в нижніх і верхніх будовах, викликані тільки розрахунковою сейсмічною дією, виводяться з результатів розрахунку згідно 7.5.
(4)Р Розрахункова дія на фундамент повинна відповідати умовам 5.8.2(2) Р.
(7) Якщо проводиться одно- або багаторежимний розрахунок для сейсмоізоляціоних систем, що складаються з еластомерних опорних частин і гідравлічних в'язких амортизаторів на одних і тих же опорах, різниця фаз між максимумом пружних і в'язких елементів повинна раховуватися за допомогою подальшої апроксимації. При цьому сейсмічні зусилля мають бути визначені як найбільш несприятливі зусилля в наступних характеристичних станах: а. В стані максимального переміщення згідно виразу (7.10). В цьому випадку амортизуючі зусилля дорівнюватимуть нулю. b. В стані максимальної швидкості і нульового переміщення. В цьому випадку для визначення максимальних амортизуючих зусиль, максимальну швидкістьнеобхідно прийняти як: |
where sq;d is the shear strain calculated in accordance with expression (10) in EN 13373:2005, 5.3.3.3. In this context vX;d and vy>d should be taken equal to the maximum total relative displacements in the horizontal directions x and y, as specified in (2) above.
7.6.3 Substructures and superstructure (1)P The seismic internal forces EEA in the substructures and superstructure due to the design seismic action alone, shall be derived from the results of an analysis in accordance with 7.5.
(4)P Design action effects for the foundation shall be in accordance with 5.8.2(2)P.
(7) When single or multiple mode spectral analysis is carried out for isolating a. At the state of maximum displacement, as given by expression (7.10). The damper forces are then equal to zero. b. At the state of maximum velocity and zero displacement, when the maximum damper forces should be determined by assuming the maximum velocity to be: |
|||||||||||
|
vmax = 2πdbd/Teff |
(7.21) |
|||||||||||
|
де dbd - це максимальне переміщення амортизатора, відповідне розрахунковому переміщенню dcd сейсмоізоляційноїсистеми. с. В стані максимальної інерційної сили, що впливає на верхню будову. Дану силу можна розрахувати таким чином: |
where dbd is the maximum damper displacement corresponding to the design displacement dcd of the isolating system. c. At the state of the maximum inertial force on the superstructure, that should be estimated as follows: |
|||||||||||
|
Fmax = ( f1 + 2ξbf2)SeMd |
(7.22) |
|||||||||||
|
де Se визначається по таблиці 7.1 з Keff згідно виразу (7.4) без якого-небудь урахування жорсткості з боку амортизаторів |
where Se is determined from Table 7.1 with Keff in accordance with expression (7.4), without any stiffness contribution from the dampers, and |
|||||||||||
|
f1 = cos[arctan(2ξb)] f2 = sin[arctan(2ξb)] |
(7.23а) (7.23b) |
|||||||||||
|
де ξb складова амортизаторів у величині ефективної амортизації ξeff вирази (7.5). У даному стані переміщення складає f1dcd, а швидкість амортизаторів: |
where ξb is the contribution of the dampers to the effective damping ξeff of expression (7.5). At this state the displacement amounts to f1dcd and the velocity of the dampers to |
|||||||||||
|
v =f2vmax. |
||||||||||||
|
(8) У сейсмоізоляційних системах, що складаються з гідравлічних в'язких амортизаторів і еластомерних опорних частин, як у випадку (7) без елементів ковзання, розрахункова горизонтальна сила, що впливає на несучі опори, опорні частини і амортизатори, для несейсмічних ситуацій в умовах переміщення (температурні зміни і так далі), повинна визначатися, прийнявши реакції амортизатора за нуль. 7.7 Спеціальні вимоги для сейсмоізоляційної системи7.7.1 Поперечна відновна здатність(1)Р Сейсмоізоляційна система повинна володіти здібністю до самовідновлення в обох головних напрямах з метою запобігання накопиченню сумарних переміщень. Система володітиме такою здатністю, якщо вона володіє однією з двох наступних властивостей (див. рисунок 7.6): -невелике залишкове переміщення dm щодо її загальної спроможності до переміщення dm; -починаючи з положення залишкового переміщення, система проявляє значно меншу жорсткість до переміщення у напрямі центру, чим в протилежному напрямі. У системі має бути відповідний запас для переміщення в даному останньому напрямі. |
(8) In isolating systems consisting of a combination of fluid viscous dampers and elastomeric bearings, as in the case of (7), without sliding elements, the design horizontal force acting on supporting element(s) that carry both bearings and dampers, for non-seismic situations of imposed deformation actions (temperature variation, etc.) should be determined by assuming that the damper reactions are zero. 7.7 Special requirements for the isolating system 7.7.1 Lateral restoring capability (1)P The isolating system shall present self-restoring capability in both principal directions, to avoid cumulative build-up of displacements. This capability is available when the system has either one of the following two properties (see also Figure 7.6): small residual displacement dm in relation to its displacement capacity dm starting from the position of residual displacement, the system presents substantially smaller stiffness to movement in the direction towards the centre than in the opposite direction. In the latter direction an adequate displacement margin should be available. |
|||||||||||
|
Рисунок 7.6: Поперечна відновна здатність сейсмоізоляційної системи (2) Вимоги (1)Р вважаються за задоволені, якщо виконано обидві наступні умови: |
Figure 7.6: Lateral restoring capability of isolating system (2) The requirements in (1)P are considered to be satisfied when both following conditions are met: |
|||||||||||
|
∆Fm ≥ δwWddrm / dm drm ≤ dm – δdda,max |
(7.24a) (7.24b) |
|||||||||||
|
∆ Fm підвищення сили між переміщеннями dm/2 і dm Wd вага конструкції верхньої будови; dm здібність сейсмоізоляційної системи до переміщення в певному напрямі, тобто і максимальне переміщення, яке може витримати сейсмоізоляційна система в даному напрямі; drm залишкове переміщення сейсмоізоляційної системи, відповідне dm, тобто залишкове переміщення, коли сила Fm, , що викликає переміщення dm, віддаляється в квазістатичних умовах; da,max максимальне значення розрахункового переміщення сейсмоізоляційної системи, збільшене згідно виразу (7.19); δw i δd представляють числові коефіцієнти, щo виражають відповідні долі Wd i da,max Примітка Значення, привласнені величинам δW and δd для використання в країні, можна знайти в національному додатку. Значення, що рекомендуються: δW=0,015, δd=0,5. (3)Нормативні характеристики ізоляторів в динамічних умовах можуть використовуватися для традиційного визначення drm и ∆ Fm. Примітка 1 Сейсмоізоляційні системи, що задовольняють вирази (7.24), відповідають другому 7.7.1(1)Р. Відповідно, такі системи прагнуть до перецентровки у разі порушення рівноваги сил. З цієї причини, облік залишкового переміщення, для даних систем, не потрібний при визначенні можливостей переміщення після сейсмічної події. Примітка 2 Для систем з білінійною гістерезисною поведінкою згідно 7.5.2.3.2, залишкове переміщення drm повинне визначатися з dr =F0/Kp =Fy/Kp-dy, як функції dm, як показано в таблиці 7.21 N. Примітка 3 Для ковзаючих систем з сферичною поверхнею ковзання (див. 7.5.2.3.5(2)) залишковий зсув складає drm = µdRb Таблиця 7.2N. - Визначення залишкового переміщення системи з dr=F0/Kp, а також здібності сейсмоізоляційної системи до переміщення в умовах білінійного гістерезисного режиму |
∆Fm is the force increase between displacements dm/2 and dm, Wd is the weight of the superstructure mass, dm is the displacement capacity of the isolating system in the considered direction, i.e. the maximum displacement that the system can sustain in this direction, dm is the residual displacement of the isolating sy drm stem, corresponding to dm, i.e. the residual displacement when the force Fm, required to induce displacement dm, is removed, under quasi-static conditions da,max is the maximum value of the design displacement of the isolating system, increased according to expression (7.19), and δw and δd are numerical coefficients expressing appropriate fractions of Wd and da,max respectively. NOTE: The values ascribed to δW and δd for use in a country may be found in its National Annex. The recommended values are: δW =0,015, δd =0,5. (3) The nominal design properties of the isolators under dynamic conditions may be used for the conservative determination of drm and ∆ Fm. NOTE 1 Isolating systems satisfying the expressions (7.24) conform to the second bullet point of 7.7.1(1)P. Consequently, such systems tend to recentre, when the force equilibrium is disturbed. For the same reason, for such systems the residual displacement need not be considered for the determination of the displacement capacity, following a seismic event NOTE 2 For systems with bilinear hysteretic behaviour according to 7.5.2.3.2, the residual displacement drm should be determined from dr =F0/Kp =Fy/Kp-dy as a function of dm, as shown in Table 7.2N. NOTE 3 For systems of sliding devices with spherical sliding surface (see 7.5.2.3.5(2)) the residual displacement is drm = µdRb Table 7.2N. Determination of system residual displacement from dr=F0/Kp and the displacement capacity of isolating system with bilinear hysteretic behaviour |
|||||||||||
|
||||||||||||
|
7.7.2 Обмеження поперечних переміщень в рівні верху сейсмоізоляції (1)Р Сейсмоізоляційна система повинна забезпечувати достатнє поперечне обмеження у рівні верху сейсмоизоляційної системи для задоволення будь-яких відповідних вимог інших Єврокодів або стандартів відносно обмеження переміщень/деформацій згідно критерію експлуатаційної придатності. Примітка Дана вимога зазвичай має критичне значення для гальмівної дії на залізничних мостах. (2) Якщо в конструкції моста на певних опорах використовуються захисні розкоси для обмеження експлуатаційного переміщення між пролітною будовою і опорами, їх стан текучості не повинен перевищувати 40% розрахункової сейсмічної сили, передаваної через поверхню розділу сейсмоізольованної конструкції, для однієї опори і напряму. Якщо дана умова не виконується, вимоги до стану експлуатаційної придатності (окрім втоми) відповідних Єврокодів (EN 1992-2:2005, EN 1993-2:2005 або EN 1994-2:2005) повинні виконуватися для елементів конструкції моста під навантаженням, для яких застосовуються обмежувальні розкоси, якщо дане навантаження збільшується так, що при відповідній реакції в розкосі досягається межа текучості. Примітка В стандарті ргEN 15129:200Х, розділ 5 приводиться специфікація для пристроїв жорсткого з'єднання, які можуть використовуватися для забезпечення поперечного обмеження на поверхні розділу сейсмоизоляционной системи. (3) Якщо пристрої передачі динамічного навантаження з функцією обмеження сили (див. 6.6.3.3) використовуються для забезпечення обмеження експлуатаційного переміщення, дані пристрої повинні включатися в модель, в систему перевірки і в процедуру випробувань сейсмоізоляційної системи. 7.7.3 Контроль і технічне обслуговування(1)Р Всі сейсмоизолятори мають бути доступними для огляду і технічного обслуговування. (2)Р Має бути складена програма оглядів і технічного обслуговування для сейсмоизоляционной системи і всіх компонентів, що перетинають поверхню розділу даної системи. (3)Р Ремонтні роботи, заміна або модернізація будь-якого сейсмоизолятора або компоненту, що перетинає поверхню розділу сейсмоизоляционной системи, повинні проводитися під керівництвом особи, що відповідає за техобслуговування моста, і детально реєструватися у відповідному звіті. |
7.7.2 Lateral restraint at the isolation interface (1)P The isolating system shall provide sufficient lateral restraint at the isolation interface to satisfy any relevant requirements of other Eurocodes or Standards regarding limitation of displacements/deformations under serviceability criteria. NOTE This requirement is usually critical for braking action in railway bridges.
NOTE: prEN 15129:200X, Section 5, gives specifications for rigid connection devices that can be used to provide lateral restraint at the isolation interface. (3) When shock transmission units with force limiting function (see 6.6.3.3) are 7.7.3 Inspection and Maintenance (1)P All isolator units shall be accessible for inspection and maintenance. (2)P An inspection and maintenance programme for the isolating system and all components crossing the isolation interface shall be prepared. (3)P Repair, replacement or retrofitting of any isolator unit or component crossing the isolation interface shall be performed under the direction of the entity responsible for the maintenance of the bridge, and shall be recorded in detail in a relevant report. |
|||||||||||
Побачили розбіжність з офіційним текстом?
Дивіться також
Сборник ГОСТ ЕСКД
Збірник із 154 стандартів