다음은 중달컨설팅이 일본 교량의 내진 설계 규범에 관한 내용을 참고할 수 있도록 가져다 드리겠습니다.

이 글은 세계 주요 교량 구조 내진 설계 코드의 기초 부분의 현황을 개략적으로 비교하고, 일본 교량 내진 설계 코드의 기초 설계 방법을 중점적으로 소개하며, 중국의 현재' 도로공사 내진 설계 규범' 의 기초 부분에 존재하는 몇 가지 단점을 지적했다.

첫째, 소개

최근 10 년 동안 세계는 1989 년 미국 Loma Prieta 지진 (M7.0), 1994 년 미국 Northridge 지진 (M6.7), 1995 년 일본 사이신 지진 (M7.2), 1999 년 터키 이비미트 지진 등 여러 차례 큰 지진이 발생했다 따라서 전문가들은 전 세계가 새로운 지진 활동 기간에 진입했다고 예측했다. 현대화 도시 인구의 대량 집결과 경제의 고속 발전에 따라 지진으로 인한 손실이 갈수록 커지고 있다. 지진 재해는 대량의 지상 건축물과 각종 시설의 파괴와 붕괴뿐만 아니라 2 차 재해 중 교통 및 기타 시설의 파괴로 인한 간접 경제 손실도 크다. 1995 년 일본판 신지진을 예로 들면, 지진으로 대량의 고속도로와 고속철도교 터널이 파괴되어 총 경제 손실이 1000 억 달러에 달했다.

최근 몇 차례의 대지진으로 인한 대량의 교량 파괴는 전 세계 교량 내진 근로자들에게 참담한 경험과 교훈을 주었다. 각국 연구기관들은 잇달아 자국 교량의 내진 규범을 다시 반성하고 일련의 개정 작업을 진행했다. 일본은 1995 년 사이신 지진 이후 구조 내진의 기본 문제에 대해 대량의 연구를 진행하였으며, 진동 감소, 에너지 소모 기술을 구조 내진설계에 응용하는 것을 매우 중시했다. 교량 도로 방면의 내진 설계 규범은 이미 다시 편찬되어 1996 년에 공포되어 시행되었다. 미국도 연방 도로국 (FHWA) 과 캘리포니아 교통부 (CALTRANS) 등의 지원을 받아 교량 내진 설계 규범 개정과 관련된 일련의 연구를 진행해 ATC-18, ATC-32T, ATC-40 등의 연구 보고서와 기술 가이드를 완성했다. 새 사양이나 가이드는 설계 사상, 설계 기법, 설계 절차 및 시공 세부 사항에 비해 큰 변화와 깊이를 가지고 있습니다.

중국의 현재' 도로공사 내진 설계 규범' (JTJ004-89) 은 80 년대 중반에 개정이 시작되어 1989 년에 정식으로 발행되었다. 중국이 연대경제가 이륙하면서 교통사업이 급속히 발전하면서, 특히 고속도로 건설, 대강 횡단 교량, 대형 인터체인지 공사, 도시 내 대량의 고가교 건설이 규범은 이미 크게 적응할 수 없게 되었다. 그러나 현재 모든 국내 교량 설계는 내진 설계에 대한 설계서에 기재된 참조 규범인' 도로공사 내진 설계 규범' 과' 철도공사 내진 설계 규범' 이다. 일본과 미국과 같은 외국의 유사 규범에 비해 중국의 현행' 도로공사 내진 설계 규범' 수준은 외국의 유사 규범보다 훨씬 뒤떨어져 있다. 개선하지 않으면, 반드시 중국의 적지 않은 교량 공사에 지진의 위험을 남길 것이다.

이 글은 각국의 교량 내진 설계 코드의 기초 부분에 대한 내진 설계를 주로 소개하고 있다. 기초 부분은 전교의 지진 응답과 기둥력의 분포에 매우 중요한 영향을 미친다. 기초 설계가 부적절하면 다리 기둥들이 지진 중에 잘려지고, 변형이 너무 커서 사용할 수 없는 등, 때로는 말뚝이 뿌리에서 직접 끊어져 파괴될 수도 있다. 기초 설계에서 고려해야 할 측면에는 기본 형태의 선택 외에도 굽힘 강도, 전단 강도 말뚝 기초 연결 부분의 상세 구조, 앵커 구조 등이 포함됩니다. 이 글은 우선 중, 미, 일, 유럽, 뉴질랜드 5 개국 또는 지역 내진 설계 규범의 기초와 관련된 부분을 일반적인 비교한다. 필자는 상대적으로 중국의 규범이 기초 내진 설계 방면에서 비교적 거칠고 조작성이 강하지 않다고 생각한다. 일본 규범은 이 방면에서 가장 섬세하고 기술도 비교적 선진적이다. 따라서 다음 섹션에서는 일본 내진 코드의 기본 설계 방법에 대해 자세히 설명합니다.

둘째, 주요 국가 교량 내진 코드 기초 내진 설계 개요

이 글은 중국 교량의 내진 규범과 세계의 몇 가지 주요 내진 규범 (미국의 AASHTO 규격, Cal-tans 규격, ATC32 미국 응용기술협회 권고규범, 뉴질랜드 규범 NZ, 유럽 규범 EC8, 일본 규범 JAPAN) 을 기초 내진 설계 측면과 비교한다.

중국 교량 내진 설계 규범은 기초설계와 관련된 부분이 매우 일반적이며, 단지 몇 가지 질적인 조항으로만 공사 부지 선정을 고려하고, 기초 자체의 내진 설계, 특히 말뚝 기초 등 경량기초 내진 설계에 대한 중시가 부족하다. 이 점에서 일본의 교량 내진 설계 규범과 가이드라인은 비교적 상세하게 규정되어 있어 우리가 난동을 배워야 하는 곳이다. 산신 지진의 경험에 따르면 지진 후 교량 상부 구조의 보수와 재건은 하부 기초경제와 시간과 노력을 절약하는 것보다 많기 때문에 교량 기초의 내진 능력에 대한 요구가 교각보다 높아야 한다.

셋째, 일본 교량 기초 내진 설계 방법 세부 사항

1. 프로세스에 따라 지진법으로 먼저 설계한다. 지진법의 기본 개념은 설계 수준 지진도

Kh 에 구조 Kh 를 곱하면 다음과 같이 계산됩니다.

여기서 cz--지역 조정 계수;

Kh0--설계 수평 지진의 표준 값.

여기서, δ는 지진 설계에 의해 결정된 기초 표면 위의 하부 구조 품질의 80 또는 100 과 하부 구조가 지지하는 상부 구조 품질의 100 의 합을 외부 힘으로 상부 구조의 관성력 작용점 위치에서 발생하는 변위입니다.

2. 지진도법으로 설계한 후, 인프라가 지대치 기초나 교각의 확장 기초라면, 지진시 수평 지구력법 설계를 유지할 필요가 없다. 이는 지대치 기초를 설계할 때 지진 시 동력 압력의 영향이 매우 크며, 또한 구조 뒷면에 존재하는 주체도 구조를 진동하기 어렵게 하기 때문이다. 기초 확대에는 일반 기초 조건이 매우 좋기 때문에 지진 시 기초 일부 부위가 회전하여 비선 변형을 발생시켜 많은 지진 에너지를 소모할 수 있다.

3. 지진시 수평지구력 유지법으로 설계할 때, 먼저 기초수준의 지구력이 교각의 극한수준의 지구력을 초과하는지 판단해야 한다. 지진 시 수평 지구력 유지법의 기본 개념은 지진 시 기초보다는 교각에 나타나는 플라스틱 힌지를 최대한 만드는 것이기 때문이다. 기초에 플라스틱 힌지가 나타나면 손상이 발생한 후 고치기 어렵다. 그러므로 우리는 기본적인 행동을 굴복 범위 내에서 통제해야 한다.

기초 수평 지구력이 교각의 극한 수준 지구력보다 작으면 교각이 다리 축에 수직인 방향으로 내진력이 충분히 큰지 판단해야 한다 (식 (3)). 교각이 다리 축에 수직인 방향으로 충분한 내진능력 (예: 벽형 교각) 을 가지고 있고 기초의 가소성 반응이 허용 범위 내에 있는 경우, 기초의 비선형 동작은 대량의 진동 에너지를 흡수하고 기초는 여전히 안전하기 때문이다.

교각의 극한 수준 지구력 Pu≥1.5KheW(3)

Khco--설계 수평 지진의 표준 값;

Cz--지역 조정 계수;

μ a--허용 가소성;

W- 동등한 질량 (W=Wu 10 cpwp);

Wu--진동 단위의 상부 구조 질량;

Wp--진동 단위의 교각 질량;

CP-등가 질량 계수 (전단 파괴 시 1.0, 절단 파괴 외 0.5).

4. 교각의 극한 수준 지구력이 Pu≥1.5KheW 를 만족시킬 때 기초가소성률을 비교 점검한다. 기초적인 비선 동작은 대량의 진동 에너지를 흡수할 수 있지만 일부 기본 부품에는 큰 손상을 입을 수 있습니다.

따라서 기초의 반응가소성을 제어하려면 다음과 같이 요구해야 한다.

μFR≤μFL(4)

μ fr-기본 반응 가소성;

μ fl-기본 반응 소성율의 한계.

액화가 발생하면 토질 계수를 줄여야 한다. 후속 계산 (비교 및 검사) 은 기본적으로 위의 방법과 일치합니다.

6. 지진 시 수평지구력법을 유지하는 과정에서 마지막으로 기초수평변위, 코너의 대비와 검사가 이뤄진다. 요구 사항은 기초의 최대 수평 변위가 약 40cm 이고, 기초의 최대 허용 코너는 약 0.025rad 입니다.

넷째, 결론

이 글은 세계 주요 교량 내진 설계 규범의 기초 설계 방법을 어느 정도 비교하였으며, 일본 교량 내진 설계 규범의 기초 설계 방법을 주로 소개했다. 전반적으로 일본의 기초 설계 방법 규정은 비교적 세심하며, 상대적으로 중국의 현행 도로공사 내진 설계 규범의 기초 설계 방법은 비교적 일반적이며, 기초와 기초기초를 확대하는 데는 별도의 규정이 없다. 이 점은 새로운 규범이 제정될 때 중시해야 한다.

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