X
تبلیغات
مهندسین جوان - تاریخچه جداساز لرزه ای

مهندسین جوان

تاریخچه جداساز لرزه ای


بخش اول

تاریخچه جدا ساز
در اوت 1909 پزشکی به نام ج ا. کلانتارینتز در یکی از شهرهای شمالی انگلستان به نام اسکاربورو , نامه ای به ریس موسسه زلزله شناسی شیلی در سانتیاگو نوشت که در آن روش نوینی را برای ساختن بنا های مقاوم در برابر زلزله معرفی کرد . مطابق نظر وی ساختمان هایی که به این صورت ساخته شوند می توانند با ایمنی کامل در مناطق لرزه خیز به کارگرفته شوند , چرا که دلیل وجود درز های آزاد روغن کاری شده , شدت زمین لرزه اهمیت خود را از دست می دهد او در نامه دیگری که برای اداره ثبت اختراعات انگلستان فرستاد ادعا کرد که ساختمان هایی که بر روی این درزهای آزاد و لایه ای از ماسه نرم , میکا یا تالک ساخته شوند به هنگام وقوع زمین لرزه , لغزیده و سبب کاهش نیروی لرزه ای وارد به سازه می شوند .

پیشنهاد این شخص , نمونه اولیه ای از یک فلسفه طراحی مقاوم لرزه ای است که بعدا به جدا سازی لرزه ای معروف شد.نفر دیگر  جان مایلن استاد انگلیسی که مهندس معدن می باشد و در سال 1876 تا 1895 در توکیو اقامت داشت و تعداد زیادی لرزه نگار ابداع کرد و دردوره خودش در زمینه تحقیقات زلزله پیشتاز بود که از وی بعنوان پدر زلزله شناسی نوین نام برده می شود در سال های بعد سیستم های دیگری توسعه یافت که در حقیقت اصلاحاتی از سیستم های لغزشی بود.
مسله اصلی که یک مهندس سازه به منظور تامین مقاومت لرزه ای بالای یک ساختمان که با آن روبروست ,  چگونگی به حداقل رساندن تغیر مکان بین طبقه ای و شتابهای طبقات می باشد . تغیر مکان های بین طبقه ای زیاد سبب خسارت دیدن اجزای غیر سازه ای و تجهیزات متصل کننده طبقات می شود . تغیر مکان بین طبقه ای را می توان با افزایش سختی سازه کاهش داد  ,  اما این عمل سبب تقویت و تشدید حرکت زمین می شود که به نوبه خود سبب افزایش شتاب طبقات شده و منجر به خسارت دیدن تجهیزات حساس داخلی می شود . شتاب های طبقات را می توان با نرمتر کردن سیستم کاهش داد ,  اما این کار منجر به تغیر مکان های بین طبقه ای بزرگی می شود . تنها راه عملی کاهش همزمان بین طبقه ای و شتاب های طبقات , استفاده از جداگر لرزه ای است که با متمرکز کردن تغییر  مکان های حاصله در تراز جدا ساز , نرمی مورد نیاز سازه را فراهم می کند .
پیرو این تفکر نخسین مورد استفاده از جدا ساز لاستیکی در سال 1969 در یک ساختمان 3 طبقه ای بتنی مدر سه ابتدایی در اسکوپیه – یوگسلاوی می باشد که توسط یک مهندس سوییسی طراحی و ساخته شده و با سیستمی معروف به جداسازی پایه کامل سه بعدی سوییسی جدا سازی 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 زیادی می باشند.
 مشکل اصلی تکیه گاه های لاستیکی  رفتار برشی این تکیه گاهها تا لحظه شکست به صورت خطی بوده و به این ترتیب فاقد میرایی هیسترزیس هستند . از آنجا که رفتار این لاستیک ها در برش تا کرنش هایی بیش از صد در صد کاملاً خطی بوده میرایی آن در حدود 2 تا 3 درصد میرایی بحرانی است، بنابراین عملکرد مناسبی در حین زلزله های نداشته و باعث تغییرمکان های بیش از حد رو سازه و ایجاد ناپایداری در رو سازه می شوند. به عبارتی تنها در صورتی می توان از این نشیمن ها به عنوان جداگر لرزه ای بهره برد که می بایستی  یک سیستم میراگر اضافی برای تامین میرایی لازم در کنار آنها قرار گیرد.
 اما دکتر رابینسون با گذاشتن سرب در داخل تکیه گاه ها مشکل را بصورت LRB حل کرد بصورتی رفتار دوخطي نرم شونده  LRB نشان مي دهد كه   اين سامانه در ابتدا سخت با دوره تناوب موثر كوتاه  بوده و با افزايش نيروي زلزله جداسازهاي لاستيكي با هسته سربي نرم تر مي شود ( افزايش دوره تناوب موثر).
هم چنان كه مي دانيد  كلا رفتار ديناميكي  سيستم جداگر لرزه اي LRB غير خطي است .اين مساله خصوصا در مورد ميزان جذب انرژي بيشتر رخ مي نمايد. در سيستم هاي غير خطي خصوصا LRB , با گذر سيستم از حد تسليم و حركت در قسمت پس از تسليم  , سطح زير نمودار به يكباره فزوني بيشتري مي يابد بطوري كه در طي حلقه هاي هيسترزيس تشكيل شده , انرژي زيادي مستهلك ميگردد. حال هر چه بتوان اين سطح را افزايش داد  , مي توان به سطح بالاتري از انرژي جذب شده تو سط سيستم دست يافت.از سوي ديگر در روند تغيرات منحني تغير مكان- نيرو مي توان مشاهده كرد كه تغير مكان هاي بزرگ LRB به سرعت ميرا مي گردند. سرب درسيستم جداگر لرزه اي LRB دو وظيفه بر عهده داردكه هر دو از تغيرشكل پلاستيك هسته سربي نتيجه مي شود. اول اينكه سبب مي شود تا منحني سازه به گونه اي تغير يابد كه نهايتا منجر به افزايش پريود  سازه گردد و دوم اينكه خواص هيسترتيك و تغير شكل غير ارتجاعي سرب سبب افزايش مقدار ميرايي  سازه مي گردد.و يكي از اهداف اساسي كاربرد سيستم جدا ساز لرزه اي LRB ايجاد سختي اوليه در برابر بار هاي بهره برداري است كه از طريق سرب در  LRB تامين مي گردد.
همچنان كه ميدانيد تغيرات منحني تغير مكان- نيرو كه بر اساس بار قايم بر LRB مي باشد كه در تعيين بار قائم بر روي تكيه گاه، تركيب بار مرده، بار زنده و بار لرزه اي بايد مورد توجه قرار گيرد بنابراين  سازه هاي سبك كه با كمي بار قايم مواجه مي شوند با مشكل عملكرد كامل LRB  مواجه مي شوند واز طرف ديگر كمانش تكيه گاه در مواردي مانند جداسازي سازه هاي نسبتا سبك اهميت بيشتري مي يابد. متوسط تنش ايجاد شده در تكيه گاه نبايد از تنش بحراني تجاوز كند.
بنا براين چون شركت رابينسون مخترع و پيشتاز تكنولوژي جداگر لرزه اي در دنيا مي باشد وظيفه خود دانسته است تا اين مشكل را هم حل كند در نتيجه دو محصول رابينسون كه اولي با نام Ro-Glider   در سال 2007 شركت رابينسون برنده جايزه طلاي كشف سال 2007 براي اختراع جداگر جديد و مناسب براي سازه هاي سبک شد.اين محصول قابليت تحمل تا 100 تن را دارد. Ro-Glider  يك تكيه گاه اصطكاكي است .
 
با آرزوي توفيق روز افزون
سيامك پورصدر
مدير شركت رابينسون سايزميك در ايران
Robinson Seismic International Ltd
Ph: +98-912-8146040 / 021- 77500747
                                                                                 www.rslnz.com

+ نوشته شده در  دوشنبه نوزدهم دی 1390ساعت 19:7  توسط حسین  |