جداگرهای لرزه ای

جداگرهای لرزه ای روشی برای محافظت ساختمان ها در برابر خسارت های ناشی از زلزله می باشد و این عمل با محدود ساختن اثر تخریبی زلزله و نه مقاومت سازه در برابر زلزله انجام می پذیرد. با استفاده از روش های معمول طرح لرزه ای، سازه ای طرح می شود که مقاومت، شکل پذیری و ظزفیت جذب انرژی کافی برای تحمل نیرو های ناشی از زلزله را دارد، در این نوع طراحی ها حداکثر شتاب سازه اغلب بیش تر از حداکثر شتاب زمین است.، در صورتی که جداگرهای ارتعاشی اثر تخریبی زلزله را محدود می کنند به طوری که پایه انعطاف پذیر سازه باعث جدا شدن آن از حرکات زمین می شود و درنتیجه شتاب پاسخ سازه کم تر از شتاب زمین می شود.

سازه ها بطور کلی برای جداسازی لرزه ای مناسب هستند اگر شرایط زیر را دارا باشند

1. سازه دو طبقه یا بیشتر باشد
2. سایت اجازه جابجایی پایه در حدود 8 اینچ را بدهد.
3. بار جانبی بصورت باد و سایر بارهای غیر زلزله کمتر از 10 % وزن ساختمان باشند.

امروزه جداسازی پایه 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.

انواع جداگرهای لرزه ای

جداگرهای لرزه ای دارای انواع مختلفی هستند که بسته به محل و نوع کاربرد مورد انتظار از انواع جداگرهای لرزه ای استفاده میشود. در ادامه به بررسی انواع سیستم های جداگرهای لرزه ای و نحوه کار آن ها می پردازیم.

جداگرهای لغزشی

جداگرهای الاستومریک

از جداگرهای الاستومریک در انواع سیستم های سازه ای از قبیل پل، ساختمان ها و … استفاده می شود. این جداگرهای لرزه ای شامل ورق های فولادی است که این ورق ها با استفاده از پلاستیک در کنار هم مگه داشته شده اند و عملکرد یکپارچه ای از خود بروز می دهند.

جداگرهای الاستومریک به دو دسته کلی زیر تقسیم بندی میشوند:

• جداسازهای لرزه ای با میرایی کم
• جداسازهای لرزه ای با میرایی زیاد

جداگرهای لاستیکی با هسته سربی

جداگرهای لاستیکی با هسته سربی شامل هسته سربی است که در داخل جداگرهای لرزه ای لاستیکی محصور شده است. وجود هسته سربی در داخل این جداگرهای لرزه ای باعث افزایش قابل توجه میرایی شده است و در نتیجه جذب انرژی نیز بیشتر خواهد بود. استفاده از سرب به خاطر مشخصاتش سبب افزایش اتلاف انرژی بیشتر و نیاز به نیروی بیشتری را برای به ارتعاش در آوردن سازه فراهم می‌کند که باعث می‌شود سازه در برابر بادهای شدید و ارتعاشات ضعیف (مانند زلزله های خفیف و ارتعاشات ناشی از عبور وسایل نقلیه و مترو و…) شروع به ارتعاش نکند.

جداگر های الاستومری با هسته سربی از نظر خصوصیات مکانیکی با توجه به ساختار و خاصیت مواد تشکیل دهنده آن بدین شکل است که قابلیت تحمل بسیار زیادی در برابر نیروهای وارده به صورت عمودی و در جهت محور Yرا داراست (سختی بسیار زیاد در جهت Y) در حالی که در جهت افقی مقاومت کمی داشته و بسیار نرم عمل میکند (سختی کم در جهت X)  و در نتیحه آن در جهت افقی دارای شکل پذیری زیادی می باشد (در جهت افقی می توانند تا 45 درجه تغییر مکان بین دو سطح بالا و پایین داشته باشند.)که ماحصل آن مستهلک کردن و کاهش چشمگیر انتقال نیروهای وارده از بستر به سازه اصلی می باشد.

جداگرهای آونگی اصطکاکی

جداگرهای آونگی اصطکاکی به وسیله هندسه خاص خود، عمل لغزش و نیروی بازگرداننده را فراهم میکند. این جداگرهای لرزه ای  دارای یک قسمت لغزنده مفصلی است که در تماس با سطح کروی است، با موادی با اصطکاک کم پوشانده شده است. سطح دیگر این لغزنده نیز کروی بوده و با لایه ای از فولاد ضد زنگ پوشانده شده است. این سطح در یک شیار کروی که آن هم از ترکیباتی با اصطکاک کم پوشانده شده است قرار میگیرد. با حرکت قسمت لغزنده روی سطح کروی، جرم موجود از روی آن بلند شده که این امر سبب ایجاد نیروی بازگرداننده در سیستم می شود. اصطکاک بین سطح لغزنده مفصلی و سطح کروی نیز سبب ایجاد میرایی در جداسازها میشود. سختی مؤثر جداساز و دوره تناوب سازه جداسازی شده به وسیله شعاع انحنای سطح محدب کنترل میشود.