جداگرهاي لرزه اي

[EN-EZEL 13,039]

جداگرهاي لرزه اي شامل كل ابعاد ساختمان مي شود و نمي توان در بخشي از سازه آن ها را استفاده نمود زيرا اين عمل باعث ايجاد تفاوت در جابجايي دو بخش ساختمان مي گردند و در كاهش پريوده هاي لرزه اي و خسارات لرزه اي منتقل شده از زمين به ساختمان تاثير گذارند. استفاده از آن ها در طراحي هاي ساختمان جديد بسيار معمول شده است اما در آمريكا از آن ها براي تعداد متعددي ساختمان موجود جهت افزايش شكل پذيري به عنوان راهبرد كليدي در طراحي پروژه هاي مقاوم سازي به كار مي رود.

 

انواع جداگرها شامل مفصل انعطاف پذير (لاستيكي) و مفصل لغزنده مي شود. مفصل انعطاف پذير خود به انواع مختلف شامل كاهنده لاستيكي بلند(high damped rubber) كاهنده لاستيكي كوتاه(damped rubber low ) تقسيم بندي مي گردد. كاهنده هاي نوساني غالبا جزئي از سيستم جداگرها هستند كه جابجايي را محدود مي كنند. در شكل(شماره3و4) تعدادي از كاهنده ها ديده مي شود. باز دوره نوساني در سازه هايي كه از جداگر استفاده شده است به دليل كاربرد اين جداگرها 2تا4ثانيه تخمين زده مي شود. همين طور در ساختمان هايي كه بر روي خاك هاي خيلي ضعيف يا ساختمان خيلي بلندمرتبه مي باشد و انعطاف پذيري ممكن است مقدور نباشد استفاده از جداگر مي تواند بسيار سودمند باشد. استفاده از جداگر لرزه اي معمولا راهكار مقاوم سازي بسيار گران قيمتي است. اين راه حل اصولا در آمريكا براي ساختمان هاي معروف و مهم استفاده مي شود. جابجايي جداگرها بيشتر در طبقات بالا مشخص مي شود، اما در ناحيه خطر پذيري زياد توانايي زلزله براي جابجايي گاهي اوقات تا 75 ميلي متر و يا بيشتر مي رسد به همين دليل حذف هر مانعي در نزديكي سازه كه در زمان پاسخ لرزه اي سازه مانع حركت رفت و برگشتي ( حركت پاندولي) شود ضروري است(شكل شماره5).

با توجه ببه نوع مفصل جداگرها و افزايش جابجايي ساختمان در هنگام وقوع زمين لرزه ايجاد درز انقطاع در اطراف سازه براي همسازي با جابجايي سازه است ضروري است. درز انقطاع بايد پايين تر از صفحه جداگر ايجاد گردد. قسمت هاي بالاي دررز انقطاع مي توان به منظور زيبايي و يا مسائل امنيتي با مصالح انعطاف پذير پوشاند.

در آسمان خراش ها كه در آنها از آسانسورهاي بسيار بزرگ استفاده مي گردد، نمي توان بدون در نظر گرفتن جزييات خاص آن ها را از صفحه تراز جداگر عبور داد. تاسيسات مكانيكي و برقي اين ساختمان ها نياز به توانايي تطبيق با جابجايي جداگر دارد و بايد از اتصالات انعطاف پذير در آن ها استفاده كرد؛ پي هائي كه كه در زير جداگر وجود دارد بايد توانايي گرفتن نيرو و رساندن آن به جداگر را داشته باشند،‌صفحه و اتصالاتي كه در بالاي جداگر وجود دارد بايد توانايي اين كه نيرو را به خوبي به جداگر برگرداند و در مقابل ممان ايجاد شده مقاومت كنند داشته باشد. تمامي اين اجزا هزينه ساختمان هاي داراي جداگر را افزايش مي دهد.

 

در طراحي و محاسبه بايد دقت كرد كه ساختمان هاي داراي جداگر جابجايي بسيار گسترده تري نسبت به سازه هاي با پايه هاي ثابت دارند. در تحليل تاريخچه زماني اين

سازه ها بايد حتماً‌تمام جداگرها غير خطي مدل شود. در اين روش مشخصات مصالح بايد مطابق با جزييات كارخانه سازنده و گزارش آزمايشگاهي شامل موارد مختلف: آزمايش بارگذاري،‌حرارت،‌سرعت،‌� �وردگي،‌كهنگي و ساير تاثيرات بايد در نظر گرفته شود. آزمايش براي اينكه مشخصاتي كه شركت سازنده بيان مي كند و حصول اطمينان پيدا كردن از اين كه مشخصات عضو كاملا صحيح است ضروري است. محل نصب جداگرها در طراحي بسيار تعيين كننده است آن ها معمولا نزديك به پي ساختمان هستند ولي نمونه هاي از جداگر وجود دارد كه در بالاي ستون و زير سقف هاي سنگين نصب مي شود تا نيرو وارده به ستون را كاهش دهد. پي و جداگر ، هر دو در يك تراز اجرا مي گردد،‌اما بيشترين كاربرد آن ها در پي ساختمان و يا زير پي ساختمان استفاده مي شوند و بعضي ديگر پي اضافي در محل خود دارند. انواع مختلف جداگر داراي اجزاي با اندازه هاي مختلف هستند و لوازمي براي انتقال لنگر دارند. در جداگر مفصل لاستيكي، لنگرهاي p-delta را به خود گرفته و نصف آن را به پايين و نصف آن را به بالا انتقال مي دهد. در سيستم قديمي آونگ اصطكاكي، تمام لنگرهايp-delta به بال يا پايين انتقال پيدا مي كند كه اين امر بستگي به جهت تقعر دارد چگونگي مقاومت در برابر لنگرها مي تواند منجر به انتخاب نوع خاصي از جداگرها شود.

در جداگر های مفصل لاستیکی به علت این که لاستیک سختی پایین دارند مقاومت کمتری در مقابل نیروی کششی از خود نشان می دهد، همچنین جداگرهای دارای هسته سربی در کشش دارای محدودیت زیادی هستند. با وجود این که نوع جدید جداگرهای مفصل لغزشی که بتوانند مقداری در مقابل کشش مقاومت کنند به تازگی وارد بازار شده است ، اما تعدا زیادی از مهندسان درباره کشش زیر مفصل لغزشی نگران هستند. در نتیجه در طراحی ساختمان غالبا قصد دارند تا کشش در مفصل ها به کمترین میزان ممکن برسد. وقتی یک ساختمان دارای جداگر ساخته می شود ستون ها و دیگر اجزا ساختمان باید دقیقا در بالای جداگر نصب گردد و در ساختمان های موجود طبقات فوقانی کاملا در جای خود هستند یک راه کلیدی، انتقال بار مرده به وسیله شمع در ساختمان و بریدن زیر ستون های آزاد شده است، اجرای یک پی جدید و یک صفحه افقی جدید بر روی جداگر نصب شده تا انتقال بار سازه به جداگرها مقدور شود و سپس شمع ها برداشته می شود.