معرفی جداسازهای لرزه ای :
جداساز لرزه ای
جداسازهای لرزه ای پایه (base isolators) وسایلی هستند که در زیر سازه ها قرار می‌گیرند و آنها را از اثرات ویرانگر ناشی از نیروی جانبی زلزله ، یا نوسانات ناشی از حرکت قطارها جدا میکنند. جداسازی لرزهای ابزاری با سابقه در طراحی سازه ها
است که به وسیله آن میتوان سازه یا بخشی از آن یا حتی اجزای داخلی قرار گرفته در سازه را از اثرات مخرب شتاب زمین جداسازی نمود. یکی از اهداف جداسازهای لرزه ای منحرف ساختن بسامد اصلی سازه از بسامدهای غالب زلزله و بسامد اصلی روسازه
گیردار است. هدف دیگر از یک سیستم جداساز فراهم نمودن وسیله های اضافی برای میراسازی در نتیجه کاستن از شتاب منتقل شده به سازه است. دیدگاه اصلی در این روش جداساختن سازه از زمین(عموماً در جهت افقی) به منظور کاهش انتقال تحریک زلزله به سازه
است. گستره‌ای از جداسازها شامل تکیه گاه های الاستومری (با و بدون هسته سربی)، تکیه گاه‌های اصطکاکی/لغزشی و تکیه گاه‌های غلتکی در بیست سال گذشته در کشورهایی مانند ایالات متحده، ژاپن، انگلستان، ایتالیا، نیوزیلند و غیره برای طراحی ضد لرزه ای
ساختمانهای جدید زیادی به کار گرفته شده است.
امروزه جداسازهای لرزه ای فناوری توسعه یافته ای است که در بسیاری از کشورها برای کاهش خسارت ناشی از زلزله های بزرگ در سازه ها، به کار میرود. روشهای ساخت و ساز متداول میتوانند 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 میشوند.
با قراردادن ساختمان برروی یک سیستم جداساز، از انتقال یافتن میزان زیادی از حرکات افقی زمین به سازه جلوگیری میشود. این عمل باعث کاهش قابل ملاحظه ای در شتاب های کف و جابجایی های بین طبقات میشود 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 میباشد. در اثر این عمل، نیروهای ارتجاعی کاهش قابل ملاحظه ای پیدا میکنند.
تاریخچه جداسازی پایه :
مقاوم سازی ساختمان قدیمی در برابر زلزله
ایده جداسازهای لرزه ای پایه به عنوان یک روش برای مقابله با خسارات ناشی از زلزله نظریه جدیدی نیست و در قرن گذشته بارها توسط افراد مختلف بیان شده است. شاید اولین تحقیقات در زمینه جداسازهای لرزه ای را بتوان به جان میلن انگلیسی نسبت داد. وی در
دانشگاه توکیو یک نمونه آزمایشگاهی از یک ساختمان جداشده را با قراردادن آن برروی گوی های چدنی و شمع هایی با لبه گرد، ساخت. در سی سال اخیر با گسترش نشیمن های (Skopje) چند لایه الاستومری، جداسازی لرزه ای به یک واقعیت عملی تبدیل شده
است.
نخستین مورد استفاده از یک سیستم جداساز لاستیکی برای محافظت ساختمان ها در برابر زمین لرزه، در سال ۱۹۶۹ در ساختمان یک مدرسه ابتدایی در اسکوپیه یوگسلاوی سابق می باشد. مدرسه پستالوزی یک ساختمان سه طبقه بتنی است که به وسیله مهندسین
سوئیسی طراحی و ساخته شده و با سیستمی معروف به جداسازی پایه کامل سه بعدی سوئیسی (Swiss Full Base Isolation-3D or FBI-3D) جداسازی شده است. بلوک های لاستیکی مورد استفاده در این مدرسه بر خلاف نمونه های جدید امروزی،
بدون هرگونه تقویت بوده و در نتیجه به دلیل وزن ساختمان، دارای انبساط جانبی (Bulge) زیادی می باشند.
انواع جداسازهای لرزه ای :
جداسازهای لرزه ای الاستومری
جداسازهای لرزه ای لاستیکی طبیعی و مصنوعی با میرایی کم
شرکت مقاوم سازی سازه
جداسازهای لرزه ای با هسته سربی
جداسازهای لرزه ای لاستیکی طبیعی با میرایی بالا
جداسازهای لرزه ای الاستومری تقویت شده با الیاف
جداسازهای لرزه ای برمبنای لغزش
سیستم جداسازهای لرزه ای اصطکاک خالص
جداسازهای لرزه ای با پایه های اصطکاکی پس جهنده
جداسازهای لرزه ای آونگی اصطکاکی
نشیمن های لاستیک طبیعی، نخستین بار در سال ۱۹۷۹ برای حفاظت لرزهای ساختمان مدرسه پستالوزی در شهر اسکوپیه یوگوسلاوی سابق به کار رفتند. این نشیمن ها، بلوک های لاستیکی بزرگی بودند که بر خلاف نمونه های امروزی، سختی قائم نشیمن ها فقط چند
برابر سختی افقی بوده و لاستیک مورد استفاده نسبتاً فاقد میرایی است. ویژگی این نوع از سیستم های جداسازهای لرزه ای این است که حرکت افقی به یک حرکت گهواره ای می پیوندد و بنابراین یک حرکت کاملاً افقی زمین سبب بوجود آمدن شتاب های قائم در مود
گهواره ای میگردد. این سیستمها شامل بلوک هایی از جنس شیشه اسفنجی در هر دو قسمت نشیمن های لاستیکی بوده که به عنوان فیوزهایی برای جلوگیری از حرکت ساختمان در اثر باد، ترددهای داخلی ساختمان یا زمین لرزه های با شدت کم به کار میروند.
جداسازهای لرزه ای لاستیکی طبیعی و مصنوعی با میرایی کم :
طراحی سازه ساختمان
در ژاپن، نشیمن های لاستیک طبیعی و مصنوعی با میرایی کم به صورت گستردهای به همراه ابزارهای میراگر اضافی مانند میراگرهای لزج، میله های فولادی، میله های سربی، وسایل اصطکاکی و غیره به کار میروند. این جداسازهای لرزه ای شامل دو صفحه ضخیم
فولادی در بالا و پائین و صفحات نازک فولادی متعددی می باشند. صفحات فولادی از انبساط جانبی لاستیک جلوگیری کرده و سختی قائم را به مقدار زیادی افزایش میدهند، اما هیچ تأثیری بر سختی افقی سیستم که به وسیله مدول برشی پائین الاستومر کنترل میشود،
نخواهند داشت. رفتار ماده در برش تا کرنش هایی بیش از ۱۰۰% کاملاً خطی بوده و میرایی آن در حدود ۲ تا۳ درصد مقدار بحرانی می باشد.
از مزایای این نوع نشیمن های لایه ای الاستومری با میرایی پایین میتوان به ساخت آسان و سادگی مدلسازی آنها اشاره نمود. شایان ذکر است پاسخ مکانیکی این نوع نشیمن ها به اثر دما، تاریخچه و پیرشدگی بستگی ندارد. تنها عیب این نشیمن ها آن است که معمولاً
به یک سیستم میراگر مکمل (اضافی) نیاز دارند.
جداسازهای لرزه ای با هسته سربی :
نشیمن های با هسته سربی در سال ۱۹۷۵ درنیوزلند اختراع شده و به طورگستردهای در نیوزلند، ژاپن و ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفته اند. این نشیمن ها، نشیمن های لاستیکی لایه لایه ای مشابه نشیمن های لاستیکی با میرایی پائین بوده اما دارای یک یا چند
هسته سربی هستند که در سوراخ هایی قرار گرفته اند.
تاسیسات ساختمانی
صفحات فولادی به کار رفته در این سیستم سبب تغییر شکل هسته سربی در برش می شوند. این هسته های سربی تا تنش جاری شدن در حدود (۱۵۰۰psi) 10Mpa تغییر شکل فیزیکی داده و سبب ایجاد یک پاسخ دو خطی در نشیمن میشوند.
پاسخ با نقل قول