鉄骨構造病院の地震設計基準は何ですか？

鉄骨構造病院のサプライヤーとして、私はこれらの重要な建物の地震設計基準について、私が数えることができるよりも多くの回数について尋ねられました。だから、私はそれをすべて平易な英語ですべて分解するのに少し時間がかかると思いました（少なくとも、アメリカの英語は平凡な英語です）。

まず第一に、なぜ地震設計基準は病院にとってそれほど重要なのですか？まあ、病院は私たちが「ライフライン施設」と呼ぶものです。地震が発生したとき、人々は医師の診察を必要とし、病院は稼働しなければなりません。建物が揺れに耐えられない場合、崩壊し、患者、スタッフ、貴重な医療機器を危険にさらす可能性があります。したがって、厳格な地震設計基準を持つことは交渉できません。

地震の危険を理解する

設計基準について話す前に、特定の地域の地震の危険を理解する必要があります。地震の危険は、基本的に、特定の場所で地震が発生する可能性とその地震の潜在的な強度です。この情報は通常、地球の地殻と断層線を研究する地質学者と地震学者によって決定されます。

米国では、連邦緊急事態管理局（FEMA）と米国地質調査所（USGS）が協力して、地震ハザードマップを作成しています。これらのマップは、さまざまな地域で異なるレベルの地上揺れの確率を示しています。たとえば、カリフォルニアは高い地震活動で知られているため、カリフォルニアの病院は、中西部のような地震リスクが低い地域の地震よりもはるかに強力な地震に耐えるように設計する必要があります。

鋼構造病院の地震設計の重要な要素

構造システム

鉄骨構造病院の構造システムは、その地震抵抗のバックボーンです。設計された構造システムは、建物全体に地震によって生成された力を分配することができ、崩壊につながる可能性のある集中ストレスを防ぐことができます。

鋼鉄の建物で使用される一般的なタイプの構造システムの1つは、その瞬間です - 抵抗フレーム。すぐにフレームに抵抗すると、梁と柱は、地震のような外側の力によって引き起こされる曲げモーメントに抵抗するように接続されています。このタイプのフレームは、地震抵抗に不可欠な剛性と延性が良好です。

別のオプションは、ブレースされたフレームシステムです。ブレースは構造に追加され、追加の強度と剛性を提供します。同心円状のブレースやエキセントリックなブレースなど、さまざまな種類のブレースがあります。同心円状のブレースは、地震リスクが低い地域でより一般的に使用されますが、エキセントリックなブレースは、より良いエネルギー散逸を提供できるため、高い地震地域でよく使用されます。

基礎デザイン

病院の基礎は、地震抵抗に関しては上記の地上構造と同じくらい重要です。財団は、建物から安全かつ均等に荷物を移転する必要があります。

地震活動が高い地域では、杭やケーソンなどの深い基礎がよく使用されます。山は、より安定した土壌層に到達するために地面に駆動される長くて細い柱です。ケーソンは、地面に沈んだ鋳造コンクリートまたは鋼鉄のシリンダーが大きく、鋳造されています。これらの深い基盤は、地震中に建物が落ち着いたり傾いたりするのを防ぐのに役立ちます。

減衰システム

減衰システムは、地震中の建物の振動を減らすために使用されます。減衰システムの1つのタイプは、粘性ダンパーです。粘性ダンパーは、建物の動きの運動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより機能し、その後散逸します。これは、振動の振幅を減らし、構造とその内容を保護するのに役立ちます。

減衰システムの別のタイプは、調整された質量ダンパーです。調整された質量ダンパーは、スプリングとダンパーによって建物に付着した大きな質量で構成されています。質量は、地震中の建物の動きの反対方向に動き、振動を打ち消し、構造の全体的な反応を減らします。

国際的な地震設計基準

さまざまな国には、病院を含む建物向けの独自の地震設計基準があります。米国では、米国鉄鋼建設研究所（AISC）は、地震抵抗を含む鉄骨構造の設計ガイドラインを提供しています。 AISCの基準は、広範な研究とテストに基づいており、業界で広く使用されています。

ヨーロッパでは、ユーロコード8は地震設計の主な標準です。 Eurocode 8は、地震地域の建物やその他の構造物の設計と建設に関するルールを提供します。ヨーロッパのさまざまな地域の特定の地震特性を考慮しています。

また、地震活動が高い国でもある日本は、非常に厳格な地震設計基準を持っています。日本の基準は、過去の地震からの最新の研究と経験に基づいて常に更新されています。たとえば、2011年のグレートイーストジャパンの地震の後、日本は建物の安全性を向上させるために、地震設計コードを大幅に改訂しました。

鉄骨構造病院のサプライヤーとしての私たちの経験

長年にわたり、当社は多くの鉄骨構造病院の設計と建設に関与してきました。私たちは、建築家、エンジニア、請負業者と緊密に協力して、病院が最高の地震設計基準を満たすようにしています。

私たちはすべてのプロジェクトがユニークであることを理解しており、プロジェクトの場所の特定の地震の危険を研究するのに時間がかかります。この情報に基づいて、病院に最も適切な構造システム、基礎設計、および減衰システムを推奨できます。

たとえば、最近、カリフォルニアの高耐震地域でプロジェクトを完了しました。私たちは、瞬間の組み合わせを使用しました - フレームと粘性ダンパーに抵抗して、病院がこの地域で予想される強力な地面の揺れに耐えることができるようにしました。このプロジェクトは成功しており、病院は現在、地域社会に質の高い医療を提供しています。

地震 - 耐性病院に関するその他の考慮事項

非構造要素

構造システムに加えて、病院の非構造要素も地震設計で考慮する必要があります。非構造要素には、パーティション、天井、機械的および電気システム、医療機器などが含まれます。

地震中、非構造的要素は患者とスタッフに大きな危険をもたらす可能性があります。たとえば、下の天井パネルは怪我を引き起こす可能性があり、損傷した電気システムは重要な医療機器を破壊する可能性があります。したがって、非構造要素は、地震中にそれらが取り外されるのを防ぐために、適切に固定され、サポートされる必要があります。

冗長性

冗長性は、地震設計における重要な概念です。冗長構造には複数の負荷があります - パスがあるため、地震中に構造の一部が故障した場合、荷重は構造の他の部分に再配布できます。これは、建物全体の崩壊を防ぐのに役立ちます。

鋼構造病院では、複数の構造システムを使用するか、既存の構造に追加のメンバーを追加することにより、冗長性を達成できます。たとえば、病院には、フレームとブレースされたフレームシステムに抵抗し、追加のレベルの安全性を提供する瞬間がある可能性があります。

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他の種類の鋼構造プロジェクトに興味がある場合は、の建設にも関与しています鋼構造ステーション、鉄骨構造住宅建設、 そして鋼構造大聖堂。これらの各プロジェクトには独自の設計要件がありますが、地震抵抗は常に重要な考慮事項です。

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参照

• アメリカ鉄鋼建設研究所（AISC）。 （2016）。構造鋼の建物の地震規定。
• 連邦緊急事態管理局（FEMA）。 （2015）。 FEMA P -750：新しい病院施設の地震設計基準。
• 米国地質調査所（USGS）。地震ハザードマップ。 https：//earthquake.usgs.gov/hazards/で入手可能。
• 国際建築基準（IBC）。 （2018）。建物の構造鋼の建物コード要件。