جداساز ارتعاش در سازه

لیست مطالب قرارگرفته درداخل این پاورپوینت:

-مقدمه

-سازه های دینامیکی

-اهداف شیوه جداسازی ساختمان

-سیستم های متداول :

• 1-سیستم ثقلی
• 2-سیستم جک های هیدرولیکی
• 3-سیستم فنری
• 4-سیستم هسته مرکزی

-طراحی جداگرهای درایران

-نتیجه گیری کلی

نمونه ای ازمطالب قرارگرفته درداخل این پاورپوینت:

شیوه جداسازی ساختمان باید بتواند اهداف زیر را تأمین کند:
توانایی در ایجاد انعطاف پذیری مناسب برای سازه
کاهش تغییر مکان کف به منظور افت خرابیهای سازه ای و غیرسازه ای
کاهش فرکانس ارتعاشی سازه
کاهش نیروهای طراحی زلزله

به این منظور سه عنصر اساسی زیر در سیستم مورد نظر قرار میگیرد:
1-یک تکیه گاه انعطاف پذیر برای افزایش زمان تناوب سازه و در نتیجه کاهش نیروها
2-یک مستهلک کننده یا جاذب انژری برای کنترل تغییر مکان نسبی سازه و زمین در حد طراحی عملی
3-یک سیستم ایجاد کننده صلبیت در برابر بارهای کم اثر نظیر باد یا زلزله های کوچک

همراهی یا جذب نیروهای زلزله این امکان را به ما می‌دهد که اگر زلزله به وجود آید، ما می‌توانیم کمترین خسارت را داشته باشیم و اگر خسارتی دیده باشد می‌توان با تعویض آن قطعه , سازه دوباره مورد استفاده قرار گیرد که این خود یک مزیت بسیار بزرگ است.

اما باید این نکته را مد نظر داشت که سازه‌های استاتیکی از نظر قیمت هزینه‌ی کمتری نسبت به سازه‌های دینامیکی دارند. اما با وقوع یک زلزله باز هم می‌توان این نتیجه را گرفت؟ آیا با از بین رفتن یک انسان باز هم می‌توان این موضوع را مد نظر داشت؟

همان طور که چندی پیش بر اثر وقوع یک زلزله در شهر بم ما چندین هزار از هموطن‌هایمان را از دست دادیم و در ژاپن با داشتن یک چنین سازه‌ای حتی ساکنان ساختمان وقوع زلزله را احساس نکردند.

• خود این سیستم شامل چند نوع است، که سیستم‌های متداول آن شامل:.1 سیستم ثقلی
    2. سیستم جک‌های هیدرولیکی
         3.   سیستم فنری
         4.   سیستم هسته مرکزی  
  
  که متداول‌ترین آن‌ها سیستم هسته‌ی مرکزی است.

سیستم ثقلی:
این سیستم بر پایه‌ی نیروی ثقل و وزن سازه بر روی ستون‌های اصلی یا ستون‌های وسط طراحی می شود. . نحوه عملکرد این سیستم به این گونه است که در این سیستم در زیر ستون‌های اصلی یا ستون‌هایی که در مرکز یا وسط ساختمان قرار دارند میراگرها را گذاشته و ستون‌های کناری و گوشه که کمترین بار ثقلی به آن‌ها وارد می‌شود را مستقیماً به پی وصل می‌کنند. این سیستم نسبت به حرارت بسیار حساس است، نمونه اجرا شده این سیستم در ایران ساختمان مجلس شورای اسلامی است

سیستم جک‌های هیدرولیکی:
همان طور که از نام آن پیداست، نحوه‌ی عملکرد این نوع سیستم مشخص می‌باشد. در این سیستم از جک‌های هیدرولیکی (روغنی) مانند جک‌های روغنی ماشین استفاده میشود. این جک‌ها در زیر تمام ستون‌های سازه قرار می‌گیرند.

اما به علت هزینه‌ی بالا, استفاده این سیستم مقرون به صرفه نمی‌باشد،

سیستم فنری:

این سیستم هم همان طور که از نامش پیداست نحوه‌ی استفاده و مصالح اصلی آن مشخص است. این سیستم باید در یک نیم طبقه یا یک طبقه در زیر ساختمان استفاده شو. نحوه عملکرد به این گونه است که از هر طرف که ارتعاش یا حرکت در ستون داشته باشیم یا 2 فنر و یا هر 4 فنر که همیشه 2 تا در حال فشار و 2 تا در حال کشش هستند کار می کنند . این کشش و فشار باعث می‌شود که از حرکت‌های بیش از اندازه‌ی ستون جلوگیری شود.

سیستم هسته‌ مرکزی:

این سیستم متداول‌ترین سیستم ارائه شده و اجرا شده در دنیا می‌باشد. که علت متداول بودن آن این است که ایرادهای سیستم ثقلی را ندارد و همچنین هزینه‌ی بالای جک‌های هیدرولیکی و فضاگیر بودن سیستم فنری را هم ندارد. در این سیستم در زیر تمام ستون‌ها میراگرها یا جداسازهای لرزه‌ای را قرار می‌دهند. مواد اولیه‌ی این سیستم کائوچو و لاستیک می‌باشد. در وسط این جداسازها یک هسته‌ی فولادی یا سربی قرار دارد به همین علت به آن سیستم هسته‌ی مرکزی گفته می‌شود.

این هسته برای مواقعی است که اگر میراگر از بین رفت و تخریب شد زیر ستون خالی نشود
وظیفه‌ی کائوچو و لاستیک جذب ارتعاشات است و وظیفه‌ی صفحات فولادی تحمل بار سازه .
تمامی صفحات فولادی و کائوچویی و بیس‌های این سیستم باید محاسبه شوند.

این نوع سیستم شامل هم سازه‌های فولادی و هم سازه‌های بتنی می‌باشد.
نحوه‌ی اجرا آن بدین شکل است که پی اجرا می شود و برای هر ستون میل‌گردهایی همانند بولت قرار می‌دهند که جای جداسازهای لرزهای می‌باشد و بعد صفحه‌ی جداسازها را روی میل‌گردها گذاشته و جداسازها را به میل‌گردها می‌بندند (مانند صفحه ستون) .
اگر سازه‌ی ما فولادی باشد بعد از اجرای جداسازها , ستون‌ها روی آن‌ها اجرا می‌شوند و اگر سازه ما بتنی باشد در روی صفحه‌ی بالای میراگرها میل‌گرهایی قرار داده می‌شود که قبلاً جای این میله‌گردها مشخص شده است و این میله‌گردها به صفحه‌ی بالا بسته می‌شوند ( همانند یک ستون بر عکس ) و بعد با این میله‌گردها ستون بتن ریزی شده و اجرا می‌گردد.

معایب این سیستم عبارتند از:

هر چند سال یکبار در زلزله‌های بالای 4 ریشتر جداسازها باید تعویض شوند.همچنین خشک شدن هسته نیز باعث تعویض شدن جداسازها میشود.
نحوه‌ی تعویض جداسازها بدین صورت است که, آن قسمت از ستون که بالای جداسازها قرار دارد را با جک‌های هیدرولیکی بسیار قوی به بالا می‌کشند و ستون را به اندازه‌ی 0.2 تا 2 میلی‌متر بالا می‌برند تا بتوانند جداسازها را بیرون کشیده و دوباره یک میراگر جدید جایگزین آن کنند.که این خود هزینه و دقت زیادی را می‌طلبد.

طراحی این جداسازها (میراگرها) در ایران به صورت دستی انجام می‌شود ولی نرم‌افرازهای طراحی این نوع سازه‌ها در جهان موجود می‌باشد اما در ایران موجود نیست. از نمونه‌های اجرا شده این نوع سازه در ایران می‌توان به فرودگاه امام خمینی (ره) و یا نیروگاه هسته‌ای بوشهر اشاره کرد.

در این سازه ها باید درزی بین سازه‌های مجاور اجرا شود تا در اثر ارتعاشات , سازه‌ به ساختمان‌های مجاور برخورد نکند.