既存の鉄骨構造の地震補強は、地震における建物の安全性と耐久性を確保するための重要な側面です - 傾向のある地域。鋼構造のサプライヤーとして、私はこれらの強化方法の重要性を直接目撃しました。このブログでは、既存の鋼構造に利用できるさまざまな地震補強技術を掘り下げます。
地震補強の必要性を理解する
鋼構造は一般に、その強度と延性で知られています。これは、地震イベント中に好ましい特性です。ただし、時間の経過とともに、腐食、疲労、設計要件の変化などの要因は、これらの構造の地震性能を損なう可能性があります。地震はかなりの横方向の力を生成する可能性があり、鋼構造が適切に強化されていない場合、過度の変形、メンバーの故障、または崩壊さえ発生する可能性があります。
一般的な地震補強法
1.ブレースシステムの追加
ブレースは、鋼構造の地震抵抗を強化する最も一般的で効果的な方法の1つです。ブレースシステムにはいくつかのタイプがあります：
- X-ブレース：これは、斜めのメンバーが「X」パターンで配置される装具の伝統的な形式です。 X-ブレースシステムは、それらを基礎に移すことにより、横方向の力に効果的に抵抗できます。構造の剛性を高め、地震中の揺れを減らします。たとえば、マルチストーリースチールビルディングでは、全体的な安定性を改善するために、X -Bracingを境界フレームに取り付けることができます。
- K-ブレース：k-ブレースは、「k」形状を形成する斜めのメンバーで構成されています。構造のレイアウトがX -Bracingの使用を制限する状況でよく使用されます。ただし、K-ブレースにはいくつかの制限があります。 K-ブレースフレームの垂直部材の中間点は、地震荷重の下で座屈に対して脆弱です。適切なパフォーマンスを確保するには、特別な設計上の考慮事項が必要です。
- エキセントリックなブレース：エキセントリックなブレースは、剛性とエネルギー散逸のバランスを提供します。偏心フレームでは、斜めのブレースが柱から少し距離にあるビームに接続され、せん断リンクが作成されます。このせん断リンクは、地震中に弾力性の変形を起こすことによりエネルギーを消散させることができますが、フレームの残りの部分はほとんど弾性のままです。
2。既存のメンバーの強化
地震補強材のもう1つのアプローチは、既存の鉄鋼メンバーを強化することです。
- 追加プレートの溶接：既存のメンバーへのスチールプレートを溶接すると、断面領域と慣性モーメントを増やすことができます。たとえば、ビームにフランジプレートを追加すると、曲げ強度が向上します。この方法は比較的簡単で、多くの状況で適用できます。ただし、接続の完全性を確保するには、適切な溶接技術と品質管理が不可欠です。
- CFRP（炭素繊維強化ポリマー）複合材料を使用します：CFRP複合材料は、鋼鉄のメンバーを強化するために使用できる軽量の高強度材料です。それらは、接着剤を使用して鋼のメンバーの表面に結合することができます。 CFRP複合材料は、構造の重量を大幅に増加させることなく、メンバーの強度と剛性を高めることができます。それらは、複雑なジオメトリを持つエリアまたはメンバーに一生懸命強化するのに特に役立ちます。
3。ベース分離
基本分離は、より高度な地震補強技術です。ゴム製ベアリングやスライドベアリングなどの分離デバイスを使用して、構造を基礎から分離することが含まれます。これらのデバイスは、地震力の地面から構造への移動を減らすことができます。
- エラストマーベアリング：エラストマーベアリングは、ゴムと鋼板の層でできています。彼らは地震中に水平方向に変形し、構造が地面から独立して動くことができます。エラストマーベアリングは、橋や建物で広く使用されています。構造の加速と変位を効果的に減らし、構造メンバーと非構造成分を保護できます。
- スライドベアリング：スライディングベアリングは、2つの表面間のスライドの原則に基づいて機能します。構造と基礎の間に低い摩擦インターフェイスを提供できます。地震中、構造はベアリングを滑り、エネルギーを消散させ、地震反応を減らすことができます。
ケーススタディ
格納庫鋼構造
格納庫の鋼構造は、多くの場合、大きなスパンビルであることがよくあります。地震 - やみのある地域では、格納庫の地震性能が非常に重要です。格納庫のメインフレームにx-ブレースシステムを追加することにより、横方向の剛性を大幅に改善できます。格納庫鋼構造また、基本的な分離技術の恩恵を受ける可能性があります。柱の底にエラストマーベアリングを設置すると、構造に伝染する地震力を減らし、内部の航空機と機器を保護することができます。
プレハブメタルジムの建物体育館鋼構造
プレハブメタルジムの建物は、迅速な建設とコスト - 有効性のために人気があります。ただし、彼らの地震のパフォーマンスは慎重に検討する必要があります。 CFRP複合材料で既存の鋼メンバーを強化することは、効果的なソリューションです。 CFRP複合材料をカラムとビームに適用して、強度と延性を高めることができます。さらに、偏心装具を使用して、プレハブメタルジムの建物体育館鋼構造。
工業用鋼構造
工業用鋼構造には、多くの場合、重機と機器があります。地震補強は、労働者の安全性と生産プロセスの継続性を確保するために不可欠です。スライドベアリングを使用したベース分離は、産業用鋼構造に適したオプションになる可能性があります。地震中の構造と機械への損傷を減らすことができます。工業用鋼構造また、その横方向の安定性を向上させるために、ブレースシステムの追加の恩恵を受けることもできます。
結論
既存の鋼構造の地震補強は、複雑であるが必要な作業です。ブレースシステムの追加、既存のメンバーの強化、基本分離の実装などの方法を使用することにより、鋼構造の地震性能を大幅に改善できます。鋼構造のサプライヤーとして、私は高品質の鉄鋼製品と地震補強プロジェクトに技術サポートを提供することに取り組んでいます。
鉄骨構造の地震補強に興味がある場合、または新しい建設のために鋼製品を購入する必要がある場合は、詳細については私に連絡することをお勧めします。協力して、特定のニーズに最適なソリューションを見つけることができます。
参照
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- プリーストリー、MJN、Seible、F。、およびCalvi、GM（1996）。橋の地震設計と改造。ニューヨーク：ジョン・ワイリー＆サンズ。
- AISC（アメリカ鉄鋼建設研究所）。 （2016）。構造鋼の建物の地震規定。イリノイ州シカゴ：AISC。