وبلاگ

تامین ایمنی سازه­ها در برابر بلایای طبیعی و بوی‍ژه زلزله سالهاست كه مورد توجه مهندسان سازه و زلزله قرار دارد. زلزله بصورت مستقیم بر المان­های سازه­ای و بصورت غیر مستقیم بر المان­های غیر سازه­ای تاثیر گذار می­باشد. مطابق با مطالعات صورت گرفته بر سازه­های تحت تاثیر شتاب زلزله، بیش از 60 درصد خسارات ناشی از زلزله بر اثر تخریب و انهدام المان­های غیر سازه­ای می­باشد. تجربه نشان داده است كه حتی در سازه ­هایی كه ضوابط لحاظ شده برای طراحی و ساخت سخت گیرانه­تر از سطح آیین نامه­ها بوده است. المان­های غیر سازه­ای نتوانسته ­اند آثار نیروهای وارد شده بر جرم سازه را تحمل كنند. این امر برای حفظ سازه ­هایی كه ملزم به حفظ سطح عملكرد خدمت رسانی بی­وقفه می­باشند از اهمیت بالایی برخوردار می­باشد؛ زیرا در چنین سازه ­هایی بعضاً ارزش وسائل و تجهیزات و یا دكوراسیون و نمای سازه به مراتب بیش از ارزش ریالی سازه می­باشد. بنابراین اتكاء به سیستم­های باربر جانبی سنتی همچون دیوار­های برشی و بادبند­ها نمی ­تواند به تنهایی جوابگویی انتظارات در سطح بهره برداری بی­وقفه باشد. از این رو مهندسی زلزله نیازمند سیستمی است تا بتواند بر عواملی كه موجب خسارات سازه­ای و غیر سازه­ای می­ شود غلبه و سطح عملكردی مورد نظر را تامین نماید. جداسازهای لرزه­ای نسل جدیدی از سیستم­های مقاوم در برابر زلزله می­باشند كه تجارب بدست آمده از زلزله نشان داده است، عملكرد بسیار مناسبی در كاهش و حتی

 حذف خسارات جدی به سازه از خود نشان داده­اند ]1[.

سامانه جداساز بر پایه افزایش تغییر مكان سازه و در نتیجه افزایش پریود سازه پایه گذاری شده است. در این سیستم ایجاد تغییر مكان­هایی در حد چند ده سانتیمتر موجب كاهش شتاب وارد به ساختمان تا بیش از نصف شتاب زمین می­ شود. شتاب پارامتری است كه می­توان به عنوان اولین و مهمترین پارامتر موثر در خسارات وارده به سازه از آن یاد كرد. میزان شتاب وارده به سازه بسته به فاصله كانون زلزله تا سازه مورد نظر متغیرمی­باشد. چنانچه مطابق با مراجع معتبر ایجاد شتاب در مناطق حوزه نزدیک از گسل موجب امواجی پیچیده­تر از یک زلزله معمولی می­ شود. در این مناطق امواج ناشی از زلزله بسیار به امواج ناشی از انفجار شبیه می­باشند. اهمیت این مطلب در آن حد است كه آیین نامه UBC برای مناطق حوزه نزدیک ضریب تشدید كننده 5/1 را در نظر گرفته است. لذا آیین نامه­های اخیر بویژه برای سازه­های با اهمیت و مستقر در مناطق حوزه نزدیک استفاده از سامانه­های جداساز لرزه­ای را اكیداً پیشنهاد می­نمایند]2[.
همانطور كه می­دانیم در محاسبه سازه­های سنتی، میزان میرایی سازه برابر 5 درصد در نظر گرفته می­ شود. میرایی پارامتری است كه بویژه در لحظه­های نخست زلزله از اهمیت ویژه­ای برخورد است. در سامانه­های جداساز استفاده از موادی همچون لاستیک طبیعی با میرایی بالا و همچنین هسته سربی باعث شده تا بتوان میزان میرایی مورد انتظار از این سیستم تا بیش از 20 درصد افزایش یابد. استفاده از سرب در جداسازهای لرزه­ای باعث می­ شود تا در لحظات نخست زلزله نیروی قابل توجهی میرا شود. استفاده از سرب در حقیقت باعث افزایش سختی اولیه و در نتیجه افزایش سطح زیر نمودار هیسترزیس و متعاقباً افزایش انرژی میرا شده می­ شود.
از دیگر پارامترهای موثر در زمان زلزله شكل­پذیری اعضاء می­باشد. در سازه­های سنتی شكل­پذیری بیشتر از المان­های مقاوم جانبی همچون دیوارهای برشی و بادبندها و یا در سازه­های قاب خمشی از تیرها انتظار می­رود. شكل پذیری با رفتار­های پلاستیسیته از سوی المان­های شكل پذیر همراه خواهد بود. این امر اگرچه در صورت صحت عملكرد تا پایان زمان زلزله، موجب اتلاف و كاهش انرژی می­ شود؛ ولی علاوه بر آنكه می ­تواند مستقیماً بر المان­های غیر سازه­ای خسارات جدی وارد كند، مستلزم تعویض و یا ترمیم پس از اتمام زمان زلزله می­باشد. انجام چنین عملیاتی بویژه در مناطقی كه دارای پس لرزه­های با بزرگای بالا می­باشند تقریباً غیر عملی به نظر می­رسد. در سازه­های مجهز به جداساز لرزه­ای شكل پذیری تنها به عهده سامانه جداساز گذاشته می­ شود و سایر المانها الزامی به تغییر شكل­های بزرگ و وارد شدن به ناحیه پلاستیسیته نخواهند داشت.