Dimensjonering av jordskjelvsikre konstruksjoner etter Eurokode og International Building Code

Abstract

Denne rapporten sammenligner de seismiske laststandardene NS-EN 1998-1:2004+NA:2008 og International Building Code 2009. Sammenligningen tar utgangspunkt i lineær- elastiske statiske og dynamiske analyser av en 6 etasjes bygning utsatt for seismisk påvirkning. Teorien bak analysemetodene er presenterte og alle faktorer som inngår forklares. De seismiske analysene er utførte i elementprogrammet SAP2000 og kontrollert ved manuelle beregninger.

De sammenlignede standardene gjelder for to forskjellige kontinenter. Eurokode (EC8) gjelder for flere europeiske land, mens International Building Code (IBC) gjelder for USA. Det er store forskjeller mellom disse to kontinentenes seismiske forhold, og dette preger utformingen av krav i standardene. Vestkysten av USA er en av de mest jordskjelvutsatte områdene i verden, og det kan her forventes jordskjelv med svært høy magnitude. Det kreves av den grunn at konstruksjoner skal dimensjoneres for ikke å kollapse for et jordskjelv med en forventet returperiode på 2500 år. Bruddmekanismene som gir jordskjelv i Europa kan ikke gi jordskjelv av samme magnitude som forventes i USA. Det er derfor tilstrekkelig å dimensjonere jordskjelvsikre konstruksjoner i Europa mot et jordskjelv som har en kortere forventet returperiode enn 2500 år. I Eurokode er det derfor valgt å dimensjonere mot et jordskjelv som kan forventes å opptre innen en periode på 475 år.

Den betraktede bygningen er antatt plassert på vestlandet i Norge. IBC kjerneområde er i USA, og standarden har av den grunn ikke kart over forventede grunnakselerasjoner over Norge. Siden IBC krever å dimensjonere mot et jordskjelv med en returperiode på 2500 år må derfor grunnakselerasjonen i EC8 skaleres opp til å gjelde denne returperioden.

To av de seismiske analysene er utført ved manuell beregning. Disse beregningene gir ikke et eksakt samsvar med den mer avanserte elementanalysen, men er en god kontroll på hvilke seismiske responser som kan forventes. Kilder til forskjellene blir diskutert.

IBC er mer konservativ enn EC8 i gjennomføringen av tverrkraftanalysen og den modale responsspektrumsanalysen. Med tanke på at de to standardene dimensjonerer for jordskjelv med ulik magnitude, gir IBC likevel ikke en konservativ lastvirkning.