جداگرهای لرزه ای
جداگرهای لرزه ای
امروزه زلزله یکی از عوامل آسیب زا در تخریب سازه های شهری و ساختمان های عمومی می باشد . از این رو مهندسین بدنبال تقویت سازه های بتنی و فولادی و مقاوم سازی ساختمان در مقابل ارتعاشات لرزه ای می باشند. بهسازی لرزه ای انواع مختلفی دارد که یکی از این روش های استفاده از جداگرهای لرزه ای می باشد . این تکیه گاه های ساختمانی روشی مناسب برای جدا کردن سازه از ارتعاشات زمین است , پیش از این جداگرهای لرزه ای به عنوان تکیه گاه یا نشیمن های ساختمانی مظرح شده بود اما در این مقاله به توضیحاتی دینامیکی آن و نحوه ی کاهش نیروی موثر زلزله توسط جداگر ها می پردازیم .نحوه ی عملکرد جداگر های لرزه ای :
انواع مختلفی از جداگرهای لرزه ای وجود دارند که در جزئیات متفاوت هستند ولی اساس و پایه همه ی آنها یکسان است . جداگر های لرزه ای یک لایه با سختی نسبتا کم بین سازه و فونداسیون آن ایجاد می کند که با ایجاد این لایه پریود سازه نسبت به زمانی که سوار بر تکیه گاه ثابتی باشد افزایش می یابد . همین افزایش پریود سازه نسبت به حالت عادی آن سبب می شود که سازه ویژگی حساس به شتاب خود را از دست بدهد و نیروی ارتعاش لرزه ای وارده به سازه کم شود . بکار بردن جداگرهای لرزه ای باعث افزایش جا به جایی نسبی سازه می شود , که این جا به جایی نسبی در جداگرهای لرزه ای تجمع پیدا می کند و در نتیجه انتقال نیروی جا به جایی به ساختمان سازه کاهش پیدا می کند . (در زمان نامیرا بودن سیستم سازه ای) البته میرایی سازه تا حدی سبب کاهش تغییر شکل جداگرهای لرزه ای می شود .
سیستم هایی که ارتباط بین سازه و فونداسیون را برقرار می کنند , غالبا از یک نشیمن استوانه ای شکل با ارتفاع کم و دارای حفره است که از جنس لایه های فولادی پلاستیک فشرده ساخته شده است . این سیستم ای لایه لایه در برابر فشار های قائم بسیار مقاوم و مستحکم و در برابر فشار های جانبی بسیار ضعیف و منعطف می باشد .
در کنار این نوع میراگر ها از میراگرهای مکانیکی جهت افزایش میرایی استفاده می شود . میراگرهای مکانیکی از رولپلاک هایی از جنس سرب که داخل حفره یا میراگر هیدرولیکی , میلگرد فولادی جای داده شده اند , تشکیل شده است .
نوع دیگری از جداگرهای لرزه ای , با کاهش ضریب اصطکاک و ثابت نگه داشتن آن از طریق جای گیری المان های لغزشی بین فونداسیون و کف سازه , عملیات بهسازی را انجام می دهد .
این سیستم از جداگر ها نیروهایی که به سازه وارد می شود را در خود ذخیره می کند و با وارد کردن نیرو به سازه , وضعیت آن را به تعادل می رساند .
در این نوع از جداگر های لرزه ای از روش هایی استفاده می شود که قادر باشند نیروهای وارد شده به سازه را در خود ذخیره کنند و از طریق وارد کردن نیرو به ساختمان سازه , موقعیت سازه را متعادل کنند , روش های کنترل جا به جایی سازه در این نوع جداگرها به شرح زیر می باشد :
1-ایجاد سطح تماس منحنی
2-بکار بردن فنرهای کششی مستحکم و مقاوم
3-استفاده از نشیمن های لایه لایه
سیستم های پاندولی (FPS) در جداگرهای لرزه ای :
در این نوع جداگرهای لرزه ای که دارای ساختار دینامیکی هستند سازه بر روی سطوح لغزشی و استوانه ای شکل قرار دارد , زمانی که حرکات از مقدار آستانه بیشتر می شود این سطوح روی هم می لغزند .
در این نوع جداگرها زمانی که سطوح استوانه ای لغزش می کنند بدلیل خیز جزیی ساختمان عملیات دخیره سازی نیرو شکل می گیرد .
جزئیات یک تکیه گاه لاستیکی و نحوه ی قرار گیری آن روی فونداسیون سازه :
لایه های نازک فولادی :
-تعبیه ظرفیت باربری در جهت قائم
-دورگیری هسته سربی
لایه های لاستیکی داخلی :
-تعبیه انعطاف پذیری جانبی
هسته سربی تلف کننده انرژی :
-کاهش نیروها و تغییر مکان ها در زلزله با اتلاف انرژی
-مقاومت در برابر نیروی باد
پوشش لاستیکی :
-حفاظت از لایه های فولادی
صفحه نگهدارنده ی پایین :
-اتصال به پی
کاربرد های جداگر های لرزه ای :
جداگرهای لرزه ای امروزه گزینه مناسب برای بهسازی لرزه ای ساختمان و کاهش هزینه های مربوط به طراحی و ساخت سازه در مناطقی که لرزه و حرکات شدید رخ می دهد , می باشد . جداگر های لرزه ای یکی از روش های مفید برای تقویت ساختمان های بزرگ و مهم شهری می باشد که لازم است بعد از زمین لرزه های بزرگ و شدید همچنان کاربری خود را حفظ کنند مثل : (بیمارستان ها , مراکز درمانی و آموزشی , مراکز اطلاعاتی و ...)استفاده از جداگرهای لرزه ای به عوان تکیه گاه برای سازه های تاریخی , ابنیه و سازه های ضعیف نیز مورد استفاده قرار می گیرد .
بکار بردن جداگرهای لرزه ای در ساختمان سازه های ذکر شده , نیاز به استفاده از سایر روش های بهسازی مثل دیوار برشی , ژاکت فولادی و ...را به شدت کاهش می دهد .
تنها نکته ای که در بهسازی سازه با جداگرها باید به آن اشاره کرد , این است که برای نصب این جداگرهای لرزه ای باید فونداسیون سازه را منظور حفظ و نگهداری جداگر های لرزه ای , اصلاح یا به اصطلاح بهسازی کرد .
ایجاد یک سیستم جهت حفظ و پایداری سازه هنگام بهسازی فونداسیون و اجرای جداگر های لرزه ای , امری نسبتا مشکل است .
استفاده از این جداگر ها نیروی وارد شده به سازه را نسبت به حالت طبیعی آن تا 30% کاهش می دهد .
در نهابت هدف از بکار بردنن سیستم های جداگر لرزه ای , کاهش نیروهای وارد به ساختمان در هنگام وقوع ارتعاشات لرزه ای از طریق افزایش پریود سازه و کاهش شبه شتاب آن می باشد .
ویدئو ازمایش تاثیر جداگرهای لرزه ای در هنگام لرزش بر ساختمان سازه
سایر مطالب مرتبط :