بخشی از مقاله
چکیده
جداساز لرزه ای سازه ها، روشی موثر برای محافظت لرزه ای سازه ها در مقابل زلزله می باشد. استفاده از جداساز لرزه ای عموما در کشورهای در حال توسعه و مربوط به سازه های با اهمیت بالا بوده است، اما امروزه کاربرد این فناوری در مکان هایی که میزان لرزه خیزی بالا بوده و هزینه جبران خسارت زلزله در آن ها می تواند بسیار قابل توجه باشد ضروری به نظر می رسد. تکنولوژی ها و طراحی های مختلفی در ساخت برای حذف اثر زلزله بر روی ساختمان ها، توسعه یافته اند که جداسازی لرزه ای یکی از جدیدترین دستاوردها می باشد. این مقاله با هدف آشنایی با جداساز لرزه ای لاستیکی با ورق فولادی و ویژگی های ساخت آن و مواد تشکیل دهنده ی آن و نقش آن در کنترل لرزه ای سازه بیان شده است و پس از آن بخش های مختلف جداساز های لرزه ای و فرمول های مربوط به جداساز بیان شده است.
-1 مقدمه
در جداسازی لرزه ای کل یا بخشی از سازه برای کاهش پاسخ لرزه ای آن بخش در زمان زلزله از زمین یا قسمت های دیگر سازه جدا می شود. وظیفه اصلی این جداسازها ایجاد فاصله بین دوره ی تناوب طبیعی سازه و محدوده ی دوره تناوب حاکم در ارتعاش زمین لرزه احتمالی در محل سازه مورد نظر است. علاوه بر این، انرژی ارتعاشی ناشی از زلزله نیز با کمک سازوکارهای مختلفی جذب شده و از انتقال آن به سازه جلوگیری می گردد.
جداساز سامانه ای است که سازه روی خود را از بخش زیرین خود جدا می کند. برای اینکه در زمان بروز زلزله هیچ نیرویی به سازه منتقل نشود، لازم است این سامانه سازه را به حالت شناور در آورد. یکی از گروهای اصلی جداسازهای لرزه ای برای کنترل نیروی منتقل شده به روسازه درساختمان، استفاده از جداسازهای لاستیکی برای افزایش دوره ی تناوب طبیعی سازه می باشد.
جداسازها باید مقاومت لازم برای تحمل وزن سازه روی خود را داشته باشند. در عین حال جداسازهای لاستیکی باید در جهت افقی به اندازه کافی نرم باشند. در زمان طراحی توجه به این نکته ضروری است که با نرم تر شدن جداسازها، تغییر مکان نسبی بین زمبن و سازه افزایش می یابد. به این ترتیب تغییر مکان نسبی تراز جداسازی و پاسخ شتاب سازه همواره باهم نسبت عکس دارند.
در این شرایط با انتخاب سازوکار استهلاک انرژی مناسب در سامانه جداسازی لرزه ای می توان هم به کاهش مورد نیاز در شتاب مجموعه دست پیدا کرد و هم میزان تغییر مکان نسبی ذکر شده را در محدوده ی مورد نظر طراحی نگاه داشت. به این ترتیب، از جداسازها، قابلیت تحمل بار، تغییر شکل های زیاد و بازگشت به محل اولیه پس از پایان یافتن زلزله انتظار می رود.
مسایل اقتصادی، اجرایی و دوام این تجهیزات در زمان طراحی و ساخت آن ها باید مورد توجه قرار گیرد. جداسازی موفق یک سازه خاص، مستلزم انتخاب، طراحی و ساخت سامانه جداسازی مناسب برای آن است. علاوه بر تامین انعطاف پذیری جانبی کافی و میرایی مناسب، همانطور که قبلا ذکر شد سامانه جداسازی باید قادر باشد تا پس از اتمام ارتعاش زلزله به وضعیت اولیه خود باز گردد. این سامانه ها باید سختی قائم زیادی برای جلوگیری از تاب خوردن و سختی اولیه کافی برای جلوگیری از حرکت های ناخواسته ی ناشی از وزش باد و لرزه های با دامنه های کم داشته باشند.
-2 جداسازهای لاستیکی با ورق های فولادی
جداسازهای لاستیکی با ورق های فولادی یکی از جداسازهایی هستند که نیاز به انتقال دوره ی تناوب طبیعی سازه و وظیفه جدا نمودن ارتعاش روسازه از بستر خود را برای مهندسان و طراحان برآورده می کند. جداسازهای لاستیکی با ورق های فولادی همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است از ورقه های لاستیکی و فولادی که به ترتیب بر روی هم چیده شده و تحت فشار و حرارت به شکل مجموعه ای متورم و یکپارچه در می آیند تشکیل شده اند. این جداسازها که برای ایجاد انعطاف پذیری در پایه ی پل ها و ساختمان ها استفاده شد، بعدها به منظور رفع مشکل ارتعاشی ناشی از حرکت قطارهای زیر زمینی کارکرد مناسبی از خود نشان دادند.
-3 انواع لاستیک مورد استفاده در جداسازهای لاستیکی
لاستیک ها یا الاستومرها ترکیباتی از پلیمرها، فیلرها - پرکننده ها - ، روغن، شتاب دهنده ها، مواد ازن، مواد دیرگیر و کندگیر کننده هستند که با هم مخلوط و توسط حرارت باهم ترکیب و ولکانیزه می شوند. لاستیک ها که بیشترین کاربرد را در جداسازهای لاستیکی دارند عبارتند از: لاستیک طبیعی، نئوپرن، بوتیل و نیتریل. همه ی این لاستیک ها تحت بارگذاری، فرآیند " کریستالی شدن کرنشی" را از خود نشان می دهند. توجه به این امر ضروی است که همه ی لاستیک ها ویژگی کرستالی شدن را ندارند. به عنوان مثال لاستیک استایرن بوتادین - FBR - دارای ویژگی کرستالی شدن کرنشی نیست و نباید به عنوان لاستیک در جداسازها استفاده شود.
مشخصات مکانیکی لاستیک طبیعی مانند مقاومت در مقابل پارگی، مقاوت و خستگی در تغییر مکان های زیاد، خزش و خصوصیات آن در دمای پایین، از بیشتر لاستیک های مصنوعی که برای ساخت جداسازهای لرزه ای مورد استفاده قرار می گیرند بهتر است. بنابراین لاستیک طبیعی و پس از آن نئوپرن بیشتر از هرگونه لاستیک دیگری در ساخت این امکانات مورد استفاده قرار می گیرند. لاستیک های بوتیل برای استفاده در دمای پایین و لاستیک های نیتریل برای موارد محدودی در سازه های دریایی استفاده شده اند.
