بخشی از مقاله
چکیده
مهندسین امروزی رفتار ساختمانها و زمین مورد بررسی کرده و همیشه سعی بر آن است که نیروی زلزله وارد بر ساختمان را به طور صحیح شناسایی و تا حد امکان از مقدار آن بکاهند. سالهای گذشته روش های سیستمهای متفاوتی ارائه شده که هر یک به نوعی نیروی زلزله موثر وارد بر ساختمان را کاهش می دهد و همچنین در حد امکان سازه را میرا می سازد و از آن جمله می توان سیستمهای ایزولاسیون زلزله، جرم تعدیل کننده، میراگرهای ویسکوز و ... را نام برد.در این مقاله ابتدا مروری بر ماهیت نیروی زلزله انجام شده سپس به معرفی و بررسی سیستمهای فوق پرداخته می شود.
-1 مقدمه
میهن عزیز ما ایزان جزء کشورهای زلزله خیز جهان محسوب می شود. آشنایی با تغییرات روز دنیا در زمینه پیشرفت های تکنولوژی در کاهش شدت لرزه ای و سیستم ها جدید سازه ای امری مهم و ضروری به نظر می رسد؛ که با توجه به این امر از دستورالعمل -FEMA 547 می توان بهره گیری کرد. روش های بهسازی لرزه ای درپروژه ها روش هایی مانند افزایش مقاومت، افزایش سختی، تقویت مقاطع و بهبود نحوه بارگذارکی سازه می باشد.
روش های دیگری در کاهش نیروی لرزه ای در ساختمان ها وجود دارد، که کمتر رایج هستند. در این مقاله سه روش برای کاهش نیروی لرزه ای درساختمانها که شامل: کاهش وزن موثر لرزه ای، جداگر های لرزه ای و میراگرهای غیر فعال می باشد بررسی می گردد. هر کدام از سه پارامتر یکی از عوامل شکل دهنده معادله دیفرانسیل ارتعاش سازه mx+cx+kx=p - t - می باشد که ارتعاش متاثر از آن است .
-2 تعریف زلزله
سطح زمین از صفحه هایی تشکیل شده که این صفحات در محل گسلها نسبت به یکدیگر حرکت دارند و این حرکت باعث ایجاد تنش برشی در صفحات می شود که هر گاه این تنش بیش از ظرفیت مالشی سطح و یا مقاومت مصالح سنگی گردد، لغزش در سطح گسل به وجود آمده که خود موجب ایجاد امواجی در سطح صفحه می شود که به آن زلزله می گویند.
امواج زلزله به دو گروه و شاخه های زیر تقسیم می شوند:
امواج حجمی: -1 امواج P -2 امواج S
امواج سطحی: -1 امواج لاو -2 امواج رایلی
با توجه به مطالب فوق می توان دریافت که زلزله از قوانین مربوط به امواج پیروی می کند و نیروی زلزله به صورت دینامیکی و در طی زمان اعمال می شود.
-3 بررسی نیروهای وارد بر سازه و پاسخ سازه:
با توجه به ماهیت دینامیکی زلزله و پیکره آزاد سازه می توان رابطه زیر را بیان کرد.
- 1 - Mü + Cù + Ku = P - t -
رابطه فوق رابطه حرکت سیستم یک درجه آزادی تحت اثر بار دینامیکی P می باشد. در رابطه فوق:
:M جرم سازه :K سختی سازه
: ̀ سرعت سازه :C میرایی
:U جابه جایی سازه : ̈ شتاب سازه
:P نیروی دینامیکی زلزله می باشد.
-4 بررسی روشهای کاهش نیروی زلزله وارد بر سازه:
برای کاهش نیروی وارد بر سازه باید مقدار U کاهش پیدا کند و از ارتعاش زیاد و کوتاه مدت سازه جلوگیری به عمل آید، لذا با توجه به رابطه فوق اگر تغییرات زیر انجام گیرد ما تقریبا به هدف خود یعنی کاهش نیروی زلزله وارد بر سازه رسیده ایم.
الف - کاهش نیروی P
ب - افزایش K
ج - افزایش C
د - افزایش M
از میان روشهای فوق روش چهارم روش مناسبی نسیت زیرا افزایش M خود باعث افزایش نیروی P می شود و - فرکانس طبیعی سازه - کاهش پیدا می کند که این عوامل از رسیدن به هدف نهایی جلوگیری به عمل می آورد لذا روش چهارم را نادیده می گیریم. در این رابطه دو پارامتر نقش عمده دارند:
: نسبت ضریب میرایی واقعی سازه به ضریب میرایی بحرانی.
: فرکانس طبیعی سازه است که از رابطه √ بدست می آید.
