مقاوم سازی با جداسازی لرزه ای

مقاوم سازی با جداسازی لرزه ای
| آرین تیس

مقاوم سازی  با جداسازی لرزه ای یکی از روش های کنترل ارتعاشات لرزه ای با جدا سازی سازه از زمین در ساختمان ها و پل ها می باشد. در این روش بر خلاف روش های مرسوم در مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای، که موجب افزایش سازه می شود، تمرکز بر روی کاهش پاسخ لرزه ای، و نیرو و شتاب ورودی زلزله به سازه است. به عبارتی اصل جداسازی لرزه ای بر ایجاد انعطاف پذیری در پایه ساختمان در صفحه افقی مبتنی است و در عین حال از اجزای میران برای محدود کردن دامنه حرکت ناشی از زلزله استفاده می کند.

مقاوم سازی ساختمان و برپایی آن بر روی یک سیستم جداساز لرزه ای باعث جلوگیری از انتقال قسمت زیادی از حرکت افقی زمین به ساختمان می شود. ( اثر زلزله را تا ۸۰ درصد کاهش می دهد ) که این عمل منجر به کاهش شدید شتاب های طبقات و تغییر مکان های بین طبقه ای می شود. این روش مستلزم نصب جداسازها در یکی از طبقات ساختمان ( ترجیحاً تراز پی ) می باشد. پس از نصب جداساز لرزه ای تغییر شکل جانبی در آن متمرکز شده و تغییر شکل نسبی طبقات بالای آن به شدت کاهش می یابد.

 امروزه جداسازهای لرزه ای فناوری توسعه یافته ای می باشد که در بسیاری از کشورها برای کاهش خسارت ناشی از زلزله های بزرگ در سازه ها، استفاده می شود. روش های ساخت و ساز متداول می توانند باعث بوجود آمدن شتاب های کف بسیار بالایی در ساختمان های سخت و جابجایی های بین طبقه ای بزرگ در ساختمان های انعطاف پذیر شوند. این دو عامل موجب عدم اطمینان از امنیت اجزای سازه و محتویات آن می شوند.

 همانطور که گفته شد با قراردادن ساختمان برروی یک سیستم جداساز، از انتقال یافتن میزان زیادی از حرکات افقی زمین به سازه جلوگیری می شود. این عمل باعث کاهش قابل ملاحظه ای در شتاب های کف و جابجایی های بین طبقات می شود و بدین وسیله از محتویات ساختمان و اجزای آن محافظت خواهد شد. مزیت دیگر جداسازی لرزه ای افزایش پریود اصلی ارتعاش سازه و انتقال آن به نواحی کم انرژی تر زلزله درطیف پاسخ می باشد. در اثر این عمل، نیروهای ارتجاعی کاهش قابل ملاحظه ای پیدا می کنند.

 

مقاوم سازی با جداسازی لرزه ای : 


 
لازم به ذکر است که جداگرهای لرزه ای شامل کل ابعاد ساختمان می شود و نمی توان در بخشی از سازه آن ها را استفاده نمود زیرا این عمل باعث ایجاد تفاوت در جابجایی دو بخش ساختمان می گردند. باز دوره نوسانی در سازه هایی که از جداگر استفاده شده است به دلیل کاربرد این جداگرها ۲ تا ۴ ثانیه تخمین زده می شود.

همین طور در ساختمان هایی که بر روی خاک های خیلی ضعیف یا ساختمان خیلی بلند مرتبه می باشد و انعطاف پذیری ممکن است مقدور نباشد استفاده از جداگر می تواند بسیار سودمند باشد. از مقاوم سازی با جداسازی لرزه ای ساز و کارهایی به منظور استهلاک انرژی در سامانه ی جداسازی تعبیه می گردد تا ضمن محدود نمودن تغییر مکان، شتاب سازه نیز کاهش یابد. مقاله دیگری تحت عنوان جداسازی لرزه ای را نیز مطالعه نمایید.

 

مزایای جداسازی لرزه ای:

– حفظ کاربری سازه در حین و پس از زلزله و تأمین سطح عملکرد بی وقفه (IO)
-کاهش نیروی زلزله وارد شده به سازه
-رساندن خسارات سازه ای و غیر سازه ای به صفر
-کاستن از حجم مصالح مورد نیاز برای ساخت و ساز تا بیش از ۲۰%
-کاهش ضرورت استفاده از سیستم های باربر جانبی چون مهاربند یا دیوار برشی
-قابلیت استفاده در سازه های موجود

 

مقاوم سازی با جداسازی لرزه ای

 

بنابراین لازم است یک سامانه ی جداسازی دارای قابلیت های زیر باشد :

 

۱- بتواند نیروهای قائم ناشی از وزن و پاسخ زلزله در زمان زلزله را تحمل کند.
۲- در جهت افقی انعطاف پذیری لازم را تأمین نماید.
۳- قابلیت جذب انرژی داشته باشد. این قابلیت ها می تواند به طور همزمان در یک وسیله تأمین شود یا به کمک چند وسیله آن ها را برای سامانه ی جداسازی فراهم آورد. علاوه بر این، طراح ممکن است برای محدود نمودن تغییر مکان جداسازها، در سامانه ی جداسازی لرزه ای، ضربه گیرهایی نیز پیش بینی نماید.

دو گروه اصلی از جداساز های لرزه ای که برای کنترل نیروی منتقل شده به سازه در ساختمان ها استفاده می شوند :

 

  • استفاده از جداسازهای لاستیکی برای افزایش دورۀ تناوب طبیعی سازه.
  • استفاده از جداسازهای اصطکاکی و کنترل حداکثر نیروی منتقل شده به رو سازه و استهلاک انرژی در محل جداساز. جداسازها باید مقاومت لازم برای تحمل وزن سازه روی خود را داشته باشند.


به طور کلی جداسازهای لرزه ای را می توان به دو دسته ی جداسازهای لاستیکی و جداسازهای اصطکاکی تقسیم بندی نمود.


جداسازهای زیر از جداسازهای لاستیکی به حساب می آیند:


– جداسازهای لاستیکی با ورقه های فولادی(و میرایی کم)؛
– جداسازهای لاستیکی با میرایی زیاد؛
– جداسازهای لاستیکی با هسته ی سربی.


از جداسازهای اصطکاکی به طور عمده جداسازهای زیر در صنعت تولید می شوند:


– جداسازهای اصطکاکی؛
– جداساز های الاستیک اصطکاکی؛
– جداساز های اصطکاکی پاندولی.
برای استفاده ی همزمان از قابلیت های جداساز های لاستیکی و اصطکاکی، این دو سامانه در موارد زیر با هم ترکیب شده اند:
– ترکیب سری جداسازهای اصطکاکی و لاستیکی؛
– ترکیب موازی جداسازهای اصطکاکی و لاستیکی.

در واقع در جداسازهای لاستیکی با ورقه های فولادی با فرض یکسان بودن ارتفاع لایه ها، اگر ضخامت لایه های لاستیک را کاهش دهیم و تعداد آن را افزایش دهیم (ضریب شکل یک بعدی بزر گ تر) به سختی قائم جداساز افزوده و نیرو و تغییرشکل رابطه ی خطی پیدا خواهند کرد. از سوی دیگر با ضخیم تر شدن ضخامت یک لایه ی لاستیک و کاهش ضریب شکل یک بعدی، سختی قائم کاهش یافته است و جداساز قادر به کاهش اثر نیروها در جهت قائم می گردد.به طور کلی می توان گفت که انتظار از جداسازهای لرزه ای این است که قابلیت های زیر را دارا باشد:

  • بتواند نیروهای قائم ناشی از وزن و پاسخ زلزله در زمان زلزله را تحمل نماید
  • در جهت افقی انعطاف پذیری لازم را تامین کند
  • قابلیت جذب انرژی را داشته باشد.

همه ی این قابلیت ها می تواند به طور همزمان در یک وسیله تامین شود یا به کمک چند وسیله آن ها را برای سامانه جداسازی فراهم آورد. علاوه بر این طراح ممکن است برای محدود نمودن تغییر مکان جداسازها، در سامانه جداسازی لرزه ای، ضربه گیرهایی نیز پیش بینی نماید.

 

مقاوم سازی با جداسازی لرزه ای

 

نوشتن دیدگاه

ارسال

تمامی حقوق متعلق به آرین تیس می باشد.

طراحی سایت و خدمات سئو توسط تیم سئوهاما - میزبانی وب توسط سرورهاما