از گذشته تا به امروز روش های بسیاری برای بالا بردن مقاومت سازه در برابر زلزله ابداع شده است. یکی از روش های نوین مقاوم سازی سازه در مقابل زلزله، می توان به جداسازهای لرزه ای اشاره کرد. طراحی سازه ها باید به گونه ای انجام شود که در مقابل بارهای جانبی، مقاومت بالاتری داشته باشند. در بخش زیر به برخی از این روش ها که به علت سهولت در اجرا رواج بیشتری دارند، اشاره می کنیم:
- قاب های خمشی
- دیوارهای برشی یا ترکیبی از آن ها
- نصب اعضای مهاربندی در قاب ها
برای برخی ساختمان ها، سازه هایی به منظور تحمل نیروی ناشی از زلزله طراحی شده است. این سازه ها قادرند نیروی ناشی از زلزله میان عناصر باربر را تحمل کنند. برای آشنایی با انواع جداساز لرزه ای تا آخر مقاله، همراه ما باشید.
جداساز لرزه ای چیست؟
جداساز لرزه ای پایه، سیستمی است که در زیر سازه ها قرار می گیرد تا ساختمان یا بخشی از اجزای سازه را از اثرات مخرب شتاب زمین محافظت کند. البته استفاده از این تجهیزات بدان معنا نیست که سازه، در برابر خسارات ناشی از زلزله کاملا محافظت می شود؛ بلکه با جدا کردن سازه از زمین، خسارات ناشی از زلزله های بزرگ تا میزان زیادی کاهش می یابد.
ساختمان هایی که برای ساخت آن ها از روش های متداول ساخت و ساز استفاده می شود، در هنگام وقوع زلزله شتاب های بسیاری در کف ساختمان به وجود می آید. همچنین در ساختمان های انعطاف پذیر، جابجایی هایی بین طبقه ها ایجاد می شود. در واقع اگر ساختمان روی یک سیستم جداساز قرار بگیرد، در هنگام وقوع زلزله از انتقال نیروهای شدید زمین به سازه جلوگیری می شود. بنابراین شتاب های کف و جابجایی های بین طبقات، تا حد زیادی کاهش یافته و به همین علت از محتویات ساختمان و اجزای آن محافظت می شود.
انواع جداساز لرزه ای
انواع سیستم جداساز لرزه ای شامل موارد زیر هستند:
- جداگر لرزه ای بر مبنای لغزش
- هسته سربی
- الاستومری
- آونگی اصطکاکی
- با پایه های اصطکاکی پس جهنده (R-FBI)
- لاستیک طبیعی و مصنوعی با میرایی کم
- لاستیک طبیعی با میرایی بالا
- اصطکاک خالص
- الاستومری تقویت شده با الیاف
جداساز لرزه ای بر مبنای لغزش
ساده ترین دستگاه جداساز، استفاده از سیستم جداساز بر مبنای لغزش است. پیشنهاد این طرح، در سال ۱۹۰۹ توسط پزشک انگلیسی، کالانتارینتز، صورت گرفت. این پزشک پیشنهاد کرد که سازه ها با یک لایه تالک، از پی جدا شوند. همچنین او قبل از ارائه این طرح دریافت که سیستم جداساز سبب می گردد، نیروی وارده به ساختمان به ازای تغییر مکان های نسبی کاهش داده شود.
ویژگی های اصطکاکی این جداساز به موارد زیر بستگی دارند.
- دما
- میزان سائیدگی و تمیزی سطح
- سرعت حرکت سطح مشترک
جداسازهای لرزه ای با هسته سربی
اختراع این نوع از جداساز در نیوزلند بوده و در کشورهایی چون ژاپن، ایالات متحده و البته در نیوزلند کاربرد گسترده ای دارد. این محصول، دارای نشیمن های لاستیکی لایه لایه ای و یک یا چند هسته سربی است.
جداسازهای لرزه ای الاستومری
برای ساخت این نوع جداساز از لاستیک طبیعی استفاده می شود. الاستومری نیروهای زلزله را کاهش می دهد و باعث توزیع نیروهای جانبی به طور یکنواخت می شود. جداسازهایی که برای تولید آن ها از لاستیک طبیعی استفاده شده است، در برابر عوامل مخرب دارای ماندگاری و پایداری بهتری هستند.
جداساز لرزه ای الاستومری، از چندین ورق فولادی ساخته شده است؛ البته برای نگهداشتن ورق ها در کنار هم، از لاستیک طبیعی استفاده می شود که عملکرد یکپارچه ای را نیز از خود نشان می دهد. لازم است بدانید مقاومت این نوع از جداسازها با ضخامت، رابطه مستقیم دارد.
جداساز لرزه ای با آونگ اصطکاکی
نام دیگر این جداسازها FPS است. سیستم جداساز لرزه ای با آونگ اصطکاکی، دارای یک قسمت لغزنده مفصلی است که با موادی با اصطکاک کم پوشانده می شود. همچنین این جداساز با سطح کروی در تماس است. قسمت لغزنده، سطح دیگری نیز دارد که کروی شکل بوده و با استفاده از لایه ای از فولاد ضدزنگ پوشانده می شود.
جداساز لرزه ای با پایه های اصطکاکی پس جهنده (R-FBI)
این جداگر از ترکیبی از لایه های لغزشی همراه با هسته لاستیکی ساخته شده است. در طراحی این جداسازها از سطوح مشترک لغزنده متعددی استفاده شده تا در سرعت بالا، مشکل ضریب اصطکاک بالای تفلون بر روی فولاد ضدزنگ برطرف شود. به همین علت سرعت بین بالا و پایین این جداسازها در هر لایه تا حدی کاهش می یابد و ضریب اصطکاک پایینی ایجاد می شود.
جداساز لرزه ای لاستیک طبیعی و مصنوعی با میرایی کم
این نوع جداساز لرزه ای دارای دو صفحه فولادی ضخیم در بالا و پایین و صفحات نازک فولادی متعددی است. وظایف این صفحات، جلوگیری از انبساط جانبی لاستیک و کاهش سختی قائم می باشند. صفحات فولادی هیچ تاثیری بر سختی افقی سیستم که با استفاده از مدول برشی الاستومر کنترل می شود، ندارند. لازم به ذکر است این جداسازها ساخت و مدلسازی آسانی دارند.
جداساز لرزه ای با لاستیک طبیعی با میرایی بالا
میرایی ذاتی به کار رفته در این نوع جداساز به حدی است که نیازی به استفاده از اجزای میراگر اضافی نخواهد بود. در ترکیب لاستیکی میرایی، از روغن یا رزین، بلوک های کربنی بسیار ریز و انواع پرکننده های ویژه استفاده می شود.
جداساز لرزه ای با اصطکاک خالص
سازه های بنایی هنگام وقوع زلزله ضعف زیادی دارند؛ با این حال به علت هزینه های پایین از آن ها استفاده می کنند. بنابراین برای اصلاح عملکرد این سازه ها فعالیت های زیادی انجام شده است که یکی از آن ها ارائه سیستم P-F (اصطکاک خالص) می باشد. از جداساز P-F معمولا برای بهبود عملکرد سازه های بنایی استفاده می شود.
جداساز لرزه ای الاستومری تقویت شده با الیاف
نوعی از جداسازهای لرزه ای الاستومری با الیاف تقویت می شود. در واقع الیاف جایگزین صفحات فولادی است؛ زیرا استفاده از جداکننده های تقویت شده با صفحات فولادی، برای ساخت و ساز مقرون به صرفه نیست و وزن بسیار زیادی نیز دارد. به همین علت برای کاهش قیمت و وزن جداکننده ها، به جای استفاده از صفحات فولادی از الیاف پلیمری استفاده می شود؛ اما لازم به ذکر است که الیاف در میزان سختی الاستیک جداساز لرزه ای، هیچ تاثیری نخواهد داشت.
مزایا و معایب سازه لرزه ای
اجرای سازه های لرزه ای مزایا و معایبی را به همراه دارد. اصلی ترین مزایای این سازه ها به صورت زیر است.
- افزایش زمان تناوب اصلی سازه
- کاهش انرژی وارد شده به سازه
- کاهش خسارات و صدمات به سازه
- حفظ آرامش ساکنان ساختمان ها در حین زلزله
از دیگر روش های مقاوم سازی زلزله می توان از دیوار برشی، مهاربند، میراگر، میانقاب، شاتکریت و … می باشند که برای مطالعه بیشتر می توانید مقاله زیر را مطالعه نمایید.
# حتما بخوانید
معایب سازه لرزه ای:
استفاده از آن ها در سازه های بلندمرتبه توصیه نمی شود و تنها در سازه های کوتاه مرتبه کاربردی هستند. همچنین از نظر اقتصادی هزینه های زیادی را به همراه دارند و در بسیاری از پروژه های ساختمانی به صرفه نیستند.
سخن آخر
سازه های لرزه ای نوعی تجهیزات است که برای کاهش نیروهای وارد به سازه ها استفاده می شوند. این تجهیزات به عنوان جداگر سازه از زمین، نیروهای شدید ناشی از زلزله را کاهش داده و از خسارات احتمالی جلوگیری می کنند.
انواع مختلفی از سازه لرزه ای شامل جداگر لرزه ای بر مبنای لغزش، هسته سربی، الاستومری، آونگی اصطکاکی، پایه های اصطکاکی پس جهنده (R-FBI)، لاستیک طبیعی و مصنوعی با میرایی کم، لاستیک طبیعی با میرایی بالا، اصطکاک خالص، الاستومری تقویت شده با الیاف هستند. استفاده از جداگرها در ساختمان های بلند مرتبه امکان پذیر نیست و به علت بالا بودن هزینه در بسیاری از پروژه ها صرفه اقتصادی ندارد.
سوالات متداول جداسازهای لرزه ای و انواع آنها
انواع مختلفی از سازه لرزه ای کدامند؟
انواع مختلف سازه لرزه ای شامل جداگر لرزه ای بر مبنای لغزش، هسته سربی، الاستومری، آونگی اصطکاکی، پایه های اصطکاکی پس جهنده (R-FBI) و غیره هستند.
معایب سازه لرزه ای کدامند؟
استفاده از آن در سازه های بلندمرتبه توصیه نمی شود. همچنین از نظر اقتصادی هزینه های زیادی را به همراه دارند و در بسیاری از پروژه های ساختمانی به صرفه نیستند.
