جداساز لرزه ای چیست؟

در این مقاله توضیح می دهیم که جداساز لرزه ای (Seismic Isolator) چیست، چه انواعی دارد، چگونه عمل می کند و استفاده از جداساز لرزه ای در ساختمان چه مزایایی خواهد داشت؟ 

جداساز لرزه ای به فناوری اتلاق می شود که اثر زمین لرزه بر ساختمان را کاهش داده و مانع از بروز آسیب در سازه ساختمان می گردد. ماهیت عملکرد این فناوری بر اساس کاهش جابجایی جانبی سازه به واسطه تغییر دوره و شتاب اعمال شده ناشی از بار زلزله به ساختمان می باشد. نمونه ای از این فناوری را می توان در قالب قطعات نئوپرن نصب شده زیر عرشه پل ها مشاهده نمود.

جداساز لرزه ای

این سیستم، با جدا نمودن اسکلت ساختمان از فونداسیون، سبب می شود درحالی که زمین زیر سازه در حال لرزش است، سازه ساختمان طبق قانون اینرسی در جای خود ثابت مانده و چندان دچار حرکات جانبی نشود. عملکرد این سیستم شباهت زیادی به عملکرد صندلی راننده اتوبوس های بین شهری دارد. اگرچه از دید سرنشینان اتوبوس، صندلی راننده دائماً تکان می خورد اما در واقع تکان ها مربوط به اتوبوس است که از دست اندازهای جاده می گذرد و صندلی راننده طبق قانون اینرسی در جای خود ثابت است. بطور مشابه، استفاده از سیستم جداساز لرزه ای ساختمان، فرکانس بار لرزه ای وارد شده به ساختمان را کاهش می دهد و سبب می شود انرژی بسیار کمتری به سازه منتقل شود.

انواع جداساز لرزه ای:

دو دسته اصلی از جداسازهای لرزه ای در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند که شامل جداسازهای الاستومری و جداسازهای پاندولی می باشند.

سابقه استفاده از جداساز های الاستومری به استفاده از این نوع جداساز برای اتصال ماشین آلات صنعتی سنگین به فونداسیون های اجرا شده در کارخانه ها باز می گردد. این نوع جداساز لرزه ای اولین بار در سال ۱۹۶۹ در کشور ژاپن برای محافظت ساختمان در برابر زلزله مورد استفاده قرار گرفت. جداسازهای الاستومری می توانند با دو سیستم لاستیک طبیعی (Natural Rubber Bearing) یا لاستیک با هسته سربی (Lead Rubber Bearing) ساخته شوند.

سیستم NRB از لایه های به هم چسبیده لاستیک طبیعی یا نئوپرن و صفحات فولادی ساخته می شود. این لایه های لاستیکی همانند فنر، امکان جابجایی جانبی در سیستم جداساز لرزه ای را ایجاد می کنند. درحالیکه صفحات فولادی مقاومت سیستم در برابر بار عمودی بسیار زیاد ناشی از وزن سازه را افزایش می دهند. جداسازهای الاستومری به تناسب مصالح مورد استفاده می توانند مقدار کم یا مقدار بسیار زیادی از بار زلزله را کاهش دهند. ساخت سیستم هایی با ظرفیت زیاد برای کاهش بار زلزله (HNBR) به فناوری بسیار پیچیده ای در زمینه مهندسی مواد نیاز دارد. سیستم جداساز الاستومری با هسته سربی، بسیار شبیه سیستم لاستیک طبیعی است، با این تفاوت که در این سیستم، صفحات فولادی در تماس با هسته سربی سبب تغییر شکل جداساز و مستهلک شدن انرژی زلزله می شوند.

جداسازهای پاندولی اولین بار در ایران باستان مورد استفاده قرار گرفته اند. نمونه اولیه این نوع جداساز لرزه ای با قرارگیری دانه های شنی بین زمین بستر و سازه (دیوار یا کف) سازه های باستانی ساخته شده است. در نتیجه در زمان زلزله، سازه به آرامی روی زمین بستر لغزیده و از آسبیب سازه ای جلوگیری می شده است. ابزارهای امروزی جداسازی پاندولی معمولاً بر مبنای اصطکاک میان قطعات فولادی یا تفلون کار می کنند.

جداساز پاندولی

سایر سیستم های میراگر:

برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر بارگذاری زلزله، علاوه بر سیستم های جداساز لرزه ای می توان از فناوری های میراگر انرژی زلزله که در سازه ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند نیز بهره برد. از جمله این فناوری ها می توان به بادبندهای میراگر و انواع دمپرهای اصطکاکی و ویسکوالاستیک اشاره نمود که در المان های سازه ای همانند تیرهای اصلی استفاده می شوند.

لازم به توضیح است که مشخصات ساختمان و جنس خاک منطقه اثر زیادی بر کیفیت عملکرد این سیستم ها در حفاظت از ساختمان ها تحت بار زلزله دارد که باید در تصمیم گیری برای انتخاب سیستم های جداساز لرزه ای و طراحی آن ها مد نظر قرار گیرد. بطور کلی می توان گفت بیشترین عملکرد جداسازهای لرزه ای برای ساختمان های با ارتفاع کم و متوسط می باشد که روی بستری از جنس سنگ یا خاک سخت ساخته می شوند. برای سایر سازه ها می بایست از ترکیبی از انواع میراگرهای لرزه ای استفاده نمود. توجه به این موضوع برای طراحی میراگرها و مدلسازی جداساز لرزه ای در نرم افزارهای طراحی سازه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در ادامه، ویدئویی برای آشنایی بیشتر با نحوه نصب جداساز لرزه ای (نصب نئوپرن پل) ارائه شده است.

مقاله مرجع:

seismic isolator

2 دیدگاه برای “جداساز لرزه ای

  1. رهنورد گفته:

    سلا و وقت بخیر
    عمر معمول جداساز های لرزه ای چه میزان می باشد. آیا باید در حین بهره برداری ساختمان تعویض شوند؟ نیاز به سرویس دارند؟ چگونه؟

    • mojtabarezaee گفته:

      عمر جداسازهای لرزه ای ساختمان عمدتاً کمتر از ۲۰ سال بوده و با گذر زمان در معرض هوا دچار تغییرات شیمیایی می شوند که بر کارکردشان در زمان زلزله اثر می گذارد. البته در سال های اخیر، موادی تولید شده اند که کارایی این سیستم ها را تا پایان عمر مفید ساختمان و برای تمام دوره بهره برداری حفظ می کنند. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر، با ما در تماس باشید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *