انتخاب صفحه

مق دمه :
در طول سالهای اخیر تکنولوژی ساخت و طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله در جهت کاهش اثر زلزله بر ساختمانها، پلها و نیز ملحقات آسیب پذیر آنها پیشرفت زیادی کرده است.
منظور از جداسازی معرفی برخی از ابزار در نقاطی از سازه مثل تکیه گاههاست که باعث جداسازی سازه از حرکات زمین می شود. جداساز با سختی افقی پایینی که بین سازه و زیر سازه ایجاد می کند، سازه را از مولفه های افقی حرکت زمین جدا می سازد. با استفاده از هاازجداس پریود طبیعی سازه در مقایسه با پریود طبیعی سازه جداسازی شده افزایش می یابد و به دلیل سختی ک م جداسازها تغییر مکان ها نیز فابل توجه خواهد بود. کنترل ارتعاشات سازه بصورت فعال و غیرفعال و کاربرد آنها در مقاوم سازی لرزه ای در چند سال گذشته مورد توجه مهندسین و طراحان سازه قرار گرفته است. توجه خاصی به سیست م جداسازی لرزه ای و کنترل غیرفعال و تکنولوژی های مربوط به آنها معطوف گردیده و این امر بعلت کارآیی تجهیزات جداسازی همچون تکیه گاههای لاستیکی، گره های لغزان (Sliding Joints) و میراگرهای غیرفعال اصطکاکی و ویسکو الاستیک در کاهش نیروهای ایجاد شده در سازه می باشد البته بدیهی است که اثر روش کنترل فعال نیز بسیار قابل ملاحظه می باشد.
در این پایان نامه از جداسازهای لرزه ای به همراه محدود کننده تغییر مکانی جهت کنترل حرکات لرزه ای پل استفاده شده است.

بررسی چگونگی طراحی بر مبنای عملکرد در سازه های جداسازی شده پایه  مجهز به محدود کننده تغییر مکانی

بررسی چگونگی طراحی بر مبنای عملکرد در سازه های جداسازی شده پایه
مجهز به محدود کننده تغییر مکانی

فهرس ت مطال ب

چکیده ………………………………………………………………………………………………………. 1
مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………. 2

بخش اول : کلیات

۱‐ ۱ : دستگاههای تکیه گاهی پلها ……………………………………………………………………..  4
۱‐ ۱‐ ۱ : تقسی م بندی دستگاههای تکیه گاهی……………………………………………………   5
۱‐ ۱‐ ۲ : پیشنهادات آشتو برای دستگاههای تکیه گاهی …………………………………………….  5
۱‐ ۱‐ ۳ : تکیه گاههای الاستومری ……………………………………………………………………..  6
۱‐ ۲ : جداسازی لرزه ای پلها  …………………………………………………………………………….. 7
۱‐ ۳ : ضوابط آئین نامه در مورد پلهای جداسازی شده …………………………………………………. 9

فص ل دوم : معرفی جداسازی لرزه ای

۲‐ ۱ : مفهوم جداسازی لرزه ای ………………………………………………………………………….  14

۲‐ ۲ : انواع سیستم جداساز پایه و بررسی اثرات آنها  …………………………………………………. 16
۲‐ ۲‐ ۱ : سیست م الاستومتری ک  ………………………………………………………………………. 16
۲‐ ۲‐ ۱‐۱ : سیست م N.R.B ا……………………………………………………………………………… 17
۲‐ ۲‐ ۱‐۲ : سیست م N.Z. ا ………………………………………………………………………………..18
۲‐ ۲‐ ۱‐۳ : جداکننده های الاستومری ک مسلح شده توسط الیاف (F-REI) ………………………….ا19
۲‐ ۲‐ ۲ : سیست م جداکننده اصطکاکی (لغزشی) ……………………………………………………….19
۲‐ ۲‐ ۳ : سیست م جداکننده ترکیبی الاستومر و لغزنده ها…………………………………………….. 20
۲‐ ۳ : ضربه گیرها برای کاهش حداکثر تغییر مکان جداساز………………………………………………. 20
۲‐ ۳‐ ۱ : حداکثر تغییر مکان جداساز…………………………………………………………………………. 20
۲‐ ۳‐ ۲ : ضربه گیرهای چند جهته با استفاده از لاستی ک……………………………………………….. 21
۲‐ ۳‐ ۳ : ضربه گیرهای چند جهته با استفاده از تیرهای فولادی باری ک شونده……………………….. 21
۲‐ ۴ : انعطاف پذیری……………………………………………………………………………………………. 22
۲‐ ۵ : کاربرد جداسازها در پلها ………………………………………………………………………………..26

فصل سوم : مروری بر کارهای انجام ش ده

۳‐ ۱ : مقدمه……………………………………………………………………………………………………. 44
۳‐ ۲ : ی ک سیستم جداسازی برای پلهایی که تحت تحری ک زمین قرار دارند…………………………. 44
۳‐ ۳ : سختی الاستیک الحاقی برای کاهش تغییر مکانهای جداساز در پلهای جداسازی شده نزدی ک گسل……………………………………………………………………………………………………………… 48
۳‐ ۴ : بررسی عملکرد ی ک پل حین لغزش عرشه و برخورد کوله ها تحت ی ک زلزله شدی.د………. 51
۳‐ ۵ : بررسی اثر ضربه قسمت های مختلف روسازه در ی ک پل بلند جداسازی شده………………… 53

فصل چهارم : نحوه و روش مدلسازی

۴‐ ۱ : مقدمه……………………………………………………………………………………………………. 60
۴‐ ۲ : بررسی فلسفه جداسازی با استفاده از مدل ی ک درجه آزادی………………………………….. 60
۴‐ ۳ : معرفی نرم افزار…………………………………………………………………………………………. 64
۴‐ ۴ : بررسی روش تحلیل مودال (تحلیل مودال FNA ) ا………………………………………………….. 66
۴‐ ۴‐ ۱ : جمع آثار مودها …………………………………………………………………………………….. 66
۴‐ ۴‐ ۲ : سختی موثر المانهای پیوند ………………………………………………………………………  68
۴‐ ۴‐ ۳ : میرایی مودال ………………………………………………………………………………………. 69
۴‐ ۴‐ ۴ : میرایی مربوط به حالات بارگذاری …………………………………………………………………. 69
۴‐ ۴‐ ۵ : میرایی مرکب ناشی از مصالح ……………………………………………………………………. 70
۴‐ ۴‐ ۶ : فرایند حل معادلات………………………………………………………………………………….  70
۴‐ ۵ : مدلسازی با استفاده از برنامه Sap2000 ا………………………………………………………….. 71
۴‐ ۵‐ ۱ : المان پیوند……………………………………………………………………………………………. 2
۴‐ ۵‐ ۲ : مشخصات المان صرفاﹰ فشاری …………………………………………………………………… 72
۴‐ ۵‐ ۳ : مشخصات المان صرفاﹰ کششی …………………………………………………………………. 72
۴‐ ۶ : معرفی نحوه و روش مدلسازی ………………………………………………………………………. 72
۴‐ ۷ : رکوردهای انتخاب شده ………………………………………………………………………………  82

فصل پنجم : بررسی نتایج و مقایسه

۵‐ ۱ : مقدمه ……………………………………………………………………………………………………86
۵‐ ۲ : مدل پل با شرایط واقعی……………………………………………………………………………..  86
۵‐ ۳ : مدل پل با جداساز به جای نئوپرن ………………………………………………………………….. 87
۵‐ ۴ : مدل پل با جداساز و متوقف کننده تغییر مکان …………………………………………………….. 89
۵‐ ۵ : مقایسه کمی نتایج در جهت طولی………………………………………………………………..  94
۵‐ ۶ : بررسی نیروهای ایجاد شده در پل در جهت عرضی ……………………………………………. 112
۵‐ ۷ : تغییر مکان نسبی عرشه و سرستون در جهت طولی و عرضی ……………………………… 120

فص ل شش م : نتیجه گیری………………………………………………………  123

۶‐ ۱ : نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………  124
پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………. 125
منابع…………………………………………………………………………………………………………. 127
چ کی ده انگلیسی………………………………………………………………………………………..  133

فهرست  شکل ها
شکل ۲‐۱ : الگویی برای سیستم N.R.B ا……………………………………………………………….. 17
شکل ۲‐۲ : الگویی برای سیستم N.Z. ا…………………………………………………………………. 18
شکل ۲‐۳ : طیف آرمانی پاسخ نیرو ………………………………………………………………………. 23
شکل ۲‐۴ : طیف ایده ال پاسخ تغییر مکان ………………………………………………………………. 24
شکل ۲‐۵ : طیفهای پاسخ برای افزایش میرایی ………………………………………………………… 24
شکل ۲‐۶ : منحنی پسمان نیرو‐تغییر مکان………………………………………………………………  25
شکل ۳‐۱ : نمایش سیست م جداساز پایه …………………………………………………………….. 46
شکل ۳‐۲ : مدل جرم متمرکز سیست م پل……………………………………………………………..  47
شکل ۳‐۳ : (a مدل پل نامتقارن (b مدل سیست م برای آنالیز جهت عرضی ………………………. 48
شکل ۳‐۴ : وضعیت جداسازها و وسایل الاستی ک الحاقی ………………………………………….. 49
شکل ۳‐۵ : مدل سازه ای پل………………………………………………………………………………  49
شکل ۳‐۶ : مشاهده شرایط خرابی پل، افتادن دو عرشه و خرابی شدید پایه………………………  51
شکل ۳‐۷ : مدل تحلیل پل شامل جرمها و المانهای غیر خطی……………………………………….  52
شکل ۳‐۸ : مدل ساده شده پل…………………………………………………………………………..  55
شکل ۳‐۹ : مکانیس م برخورد بین اجزا روسازه (نمای بالا)  ……………………………………………55
شکل ۳‐۱۰ : مدل پل ………………………………………………………………………………………. 58
شکل ۴‐۱ : مدل دستگاه ی ک درجه آزادی و ارتعاش آن در اثر زمین لرزه …………………………… 61
شکل ۴‐۲ : المان صرفاﹰ فشاری و کششی  …………………………………………………………… 71
شکل ۴‐۳ : برش عرضی روسازه پل دز ک ………………………………………………………………. 73
شکل ۴‐۴ : نمای طولی پل دز ک ………………………………………………………………………… 73
شکل ۴‐۵ : پلان پل دز ک …………………………………………………………………………………. 74
شکل ۴‐۶ : شکل مقطع تیر در وسط و در دو انتها ……………………………………………………. 75
شکل ۴‐۷ : مدل پل در نرم افزار Sap2000  ا ……………………………………………………………78
شکل ۴‐۸ : مود اول ارتعاش با پریود ۵/۲ ثانیه ………………………………………………………… 78
شکل ۴‐۹ : مود دوم ارتعاش با پریود ۴۷/۲ ثانیه ………………………………………………………. 79
شکل ۴‐۱۰ : مود سوم ارتعاش با پریود ۴۶/۲ ثانیه…………………………………………………….  79
شکل ۴‐۱۱ : مود چهارم ارتعاش با پریود ۴۵۹/۲ ثانیه………………………………………………….  80
شکل ۴‐۱۲ : مود پنجم ارتعاش با پریود ۶۱۶/۱ ثانیه…………………………………………………… 80
شکل ۴‐۱۳ : مود شش م ارتعاش با پریود ۶۰۹/۱ ثانیه ……………………………………………….81
شکل ۴‐۱۴ : مود هفت م ارتعاش با پریود ۳۳۴/۰ ثانیه……………………………………………….  81
شکل ۵‐۱ : نمونه نئوپرن استفاده شده در پل ………………………………………………………… 86
شکل ۵‐۲ : نمونه جداساز استفاده شده در پل………………………………………………………  88
شکل ۵‐۳ : برش عرضی جداساز و محدود کننده تغییر مکانی استفاده شده در کوله……………  89
شکل ۵‐۴ : برش طولی جداساز و محدود کننده (۵/۱۰ سانتی متری) در کوله …………………… 90.
شکل ۵‐۵ : برش عرضی جداساز و محدود کننده تغییر مکانی استفاده شده در روی سرستون ……………………………………………………………………………………………………………….. 93
شکل ۵‐۶ : برش طولی جداساز و محدود کننده (۱۱ سانتی متری) بر روی سرستون ………….. 93
شکل ۵‐۷ : منحنی گاوس …………………………………………………………………………….. 121
شکل ۵‐۸ : جزییات اجرایی ورقهای فولادی بین دو عرشه………………………………………….  122

 فهرست جدول ها
جدول ۱‐۱ : ضریب سایت برای جداسازی لرزه ای……………………………………………………  9
جدول ۵‐۱ : مقادیر تغییر مکانها در حالتهای با نئوپرن و جداساز و تحت رکوردهای 0.2g ا…………………………………………………………………………………………………………….. 88
جدول ۵‐۲ : مقایسه برش کوله بر حسب تن برای سه حالت نئوپرن، جداساز و محدود کننده تغییر مکان 10.5cm ا…………………………………………………………………………………………………………….. 90
جدول ۵‐۳ : مقایسه ممان ستون ها بر حسب تن متر برای سه حالت نئوپرن، جداساز و محدود کننده تغییر مکان 10.5cm ا……………………………………………………………………………………………………………… 91
جدول ۵‐۴ : ماکزیم م تغییر مکان نسبی (cm) عرشه ها و پایه برای رکوردهای مختلف با محدود کننده تغییر مکان 10.5cm در کوله ها ……………………………………………………………………………………………………. 91
جدول ۵‐۵ : مقایسه ممان های ماکزیم م ستونها برای حالتهای نئوپرن، جداساز و محدود کننده تغییر مکان ۱۵ سانتی متر روی پایه…………………………………………………………………………………………………………  92

بخش ۱
کلیات

۱ ‐۱ : دستگاههای ت کیه گاهی پلها عرشه پل اع م از اینکه ی ک کف صفحه ای و یا متشکل از تیر و تاوه باشد، برای ایفای نقش به منظور انتقال ترافی ک از بالای محل مورد نظر احتیاج به پایه دارد، این پایه ها عناصر قوی و مناسبی هستند که نگهدارنده قسمت روسازه یعنی عرشه می باشند اما قرار دادن عرشه بدون واسطه بر روی پایه به علت برخی عوامل ممکن نیست. این عوامل به قرار زیرند :
۱‐ عرشه پل مخصوصاﹰ برای پلهای فلزی در دهانه های زیاد، با تغییرات دما، اختلاف طول قابل ملاحظه ای پیدا می کند. این اختلاف طول در دو جهت طول و عرض اتفاق می افتد. اگر عرشه بنا به دلیلی در برابر این افزایش طول مقید شده باشد متحمل تنشهای قابل ملاحظه ای خواهد شد که در نهایت ممکن است موجب زیانهایی شود.
۲‐ عرشه پل به هنگام باربری و نیز به علت تغییرات دما در صورتی که ارتفاع مقطع تابلیه و یا تیرهای باربر آن زیاد باشد، در صفحه قائ م دوران کرده و در صورتی که در مقابل دوران مقید باشد در آن لنگرهای قابل توجهی ایجاد خواهد شد.
۳‐ در تکیه گاههای وسط دهانه های پیوسته با قرار دادن عرشه بر روی پایه که سطح نسبتاﹰ زیادی دارد حالت مفصلی به وجود نخواهد آمد.
عوامل فوق باعث می شوند که عنصری سازه ای برای تامین رفتارهای لازم عرشه در روی پایه طرح گردد که به طور کلی »دستگاههای تکیه گاهی« نامیده می شوند و منظور از طرح و ساخت آنها دستیابی به اهداف زیر می باشد :
الف – عکس العملهای عرشه را در سطح کافی روی زیر سازه پخش کند
ب – تغییر شکلهای الاستی ک، حرارتی و غیره روسازه، بدون ایجاد نیروهای ناخواسته توسط عرشه و پل
تحمل گردند.

۱ ‐۱ ‐۱ : تقسیم بندی دستگاههای ت کیه گاهی
دستگاههای تکیه گاهی از نقطه نظرهای متفاوتی تقسیم بندی می شوند :
از نظر تحلیل سازه ای کلاﹰ دستگاههای تکیه گاهی دو نوعند :
۱‐ دستگاههای تکیه گاهی ثابت : که فقط تغییر شکل انتقالی را مقید می کنند و برای تحمل دو مولفه افقی و عمودی عکس العمل ها طرح می شوند.
۲‐ دستگاههای تکیه گاهی متحر ک : فقط تغییر مکان دو امتداد قائ م را مقید می کنند و تغییر مکان در جهت طولی و دوران را آزاد می گذارند و با صرفنظر از اصطکا ک برای عکس العمل های قای م عرشه طراحی می شوند.
از نظر جنس مصالح به سه دسته کلی زیر تقسی م می شوند :
۱‐ تکیه گاههای بتنی
۲‐ تکیه گاههای فلزی
۳‐ تکیه گاههای الاستومری
در حال حاضر تکیه گاههای الاستومری کاربرد بیشتری داشته و به علت سهولت در نصب و تعمیر و کارایی بالا تقریباﹰ فراگیر شده است.
از نظر شکل و نحوه تامین رفتارها ی مذکور دارای انواع زیر می باشند :
۱‐ صفحات لغزنده و بالشت ک های کوچ ک
۲‐ تکیه گاههای غلتکی و آویزی (گهواره ای)
۳‐ کفش ک ها و مفصل ها

۱ ‐۱ ‐۲ : پیشنهادات آشتو برای دستگاههای ت کیه گاهی
برای دهانه کمتر از ۱۵ متر احتیاج به پیش بینی تغییر شکل زاویه ای در دستگاههای تکیه گاهی نیست.
برای دهانه های بیشتر، از تکیه گاههایی مانند مفصل، صفحه تکیه گاهی محدب و بالشت ک الاستومریاستفاده می شود.
دهانه های کمتر از ۱۵ متر طوری طراحی می شوند که روی صفحات فلزی صاف بلغزند.
دهانه های بیشتر توسط غلت ک ها، آویزها و یا صفحات لغزنده برای مقاصد انبساطی تجهیز می شوند. همچنین می توان از مفصل، صفحات تکیه گاهی محدب یا سیست م پیندار استفاده کرد. به جای این همه می توان از بالشت ک های الاستومری استفاده کرد.

۱ ‐۱ ‐۳ : ت کیه گاههای الاستومری
تکیه گاههای الاستومری در سال ۱۹۵۴ برای اولین بار در فرانسه به کار برده شد. این تکیه گاهها به زودی به عنوان دستگاهی قابل قبول مورد استفاده همگان قرار گرفت و راه خود را به آیین نامه های مختلف باز کرد .
مزیت های این تکیه گاه بر سایر انواع آن به شرح زیر است :
‐ سبکی وزن، راحتی قرار دادن و صرفه جویی در فضا
‐ عدم احتیاج به تعمیر
‐ نداشتن قطعات متحر ک، نداشتن اصطکا ک و زنگ زدگی
‐ ایجاد تماس فشرده با سطوح نامنظ م
‐ امکان حرکت در دو جهت
‐ خاصیت های میرایی ارتعاش
‐ صرفه جویی ابتدایی و دراز مدت در هزینه و زمان
‐ مقاومت مناسب در برابر هوازدگی
‐ مقاومت در برابر نفت و مواد شیمیایی

تکیه گاههای الاستومری انواع مختلفی دارند که می شود آنها را به طور کلی از نظر جنس به صورت زیرتقسی م بندی کرد.
۱‐ لاستی ک طبیعی یا ایزوپرن (پلی ایزوپرن )
۲‐ لاستی ک مصنوعی یا کلروپرن ( پلی کلروپرن )
تکیه گاههای الاستومری به طور وسیعی در سازه ها استفاده می شوند. در پلها با حرکت های مختلف از قبیل خزش و تغییر حج م حرارتی مطابقت نموده و در ساختمانهای بتنی پیش ساخته مانند سطوح نشیمنگاهی جهت ایجاد تکیه گاه یکنواخت به منظور جذب حرکتهای کوچک و بی نظمی اجرایی اجزا سازه عمل می کند. علاوه بر اینها برای جدا کردن ساختمان از پی در زلزله و کنترل لرزش ماشینها نیز به کار می رود.
این تکیه گاهها اقتصادی بوده، نیازی به تعمیر ندارند و تاریخچه عملکرد قابل قبولی کسب کرده اند و استفاده از آنها در سالهای اخیر افزایش چشمگیری یافته است. تکیه گاههای ایجاد شده به غیر از مواردی که برآورد تغییر شکلها به درستی انجام نشده است ( به خصوص در ارتباط با تغییر شکلهای خا ک ) هرگز احتیاج به تعویض پیدا نکرده است.

۱ ‐۲ : ج داسازی لرزه ای پلها
استفاده از وسایل اتلاف انرژی غیر فعال توسط طراحان سازه برای مقابله با نیروهای دینامیکی نظیر باد و زلزله افزایش یافته است. در پلها اینگونه وسایل به آسانی می توان نصب کرد. در حقیقت تنها کافی است تکیه گاههای متداول پل (نئوپرن) را با جداسازها تعویض کرد. از تکیه گاههای جداسازی شده برای دو هدف استفاده می شود: تامین تغییرمکان های ناشی از حرارت و مقابله با نیروهای دینامیکی که از طریق افزایش پریود سازه و اتلاف انرژی پاسخ دینامیکی ی ک پل ایزوله شده در برابر زلزله (SIB) به خصوصیات مکانیکی پل و ملحقات آن شامل جداسازها و همچنین طبیعت زمین لرزه القائی بستگی دارد.

در حالتی که پل ایزوله شده در معرض زلزله ای که از گسل دور است قرار گرفته باشد تغییر مکان جداسازدر محدوده قابل کنترلی قرار دارد اما برای پلهای جداسازی شده که در معرض زلزله نزدی ک گسل قرار می گیرند باید تمایل جداساز به تغییر مکان در نظر گرفته شود. در نتیجه ممکن است جداسازهایی با ابعاد خیلی بزرگ برای پلهای جداسازی شده در معرض زلزله نزدی ک گسل مورد نیاز باشد. در این شرایط لازم است اطلاعات خاص لرزه ای در محل پروژه در دسترس باشد. همچنین پهنای خیلی بزرگ نشیمنگاه خود نیاز به ابعاد بزرگ زیر سازه یا دیتیل های خاص سازه ای یا دیتیل هندسی خاص در بالای زیر سازه برای تطبیق دادن با تغییر مکانهای بزرگ دارد. این دیتیلهای گزاف سازه ای و ژئومتری با هدف اصلی جداسازهای لرزه ای برای رسیدن به طرح عملی و اقتصادی به منظور کاهش نیروهای انتقالی به زیر سازه در تضاد می باشد.
وسایل جذب کننده انرژی غیر فعال مانند دمپرهای ویسکوز [۳۶] و وسایل فعال (active) و نیمه فعال (semi-active) مثل دمپرهای (Magnetorheological) MR [۳۷] برای بهبود پاسخ لرزه ای پلهای در معرض زمین لرزه گسل نزدی ک استفاده شده است. اگرچه این وسایل عموماﹰ گران هستند و در حال حاضر در پلها به علت کمی تجربه سیست م حمل و نقل در مورد آنها به صورت محدود به کار می روند. همچنین برای وسایل فعال و نیمه فعال احتیاج به ی ک منبع دائمی انرژی در سایت پل می باشد و نگهداری و تعمیر این وسایل در سایت پل تحت تاثیر شدید شرایط محیطی قرار دارد بسیار مشکل می باشد.
بنابراین باید به دنبال ی ک راه حل منطقی برای مشکل مربوط به تغییر مکان زیاد جداسازها برای پلهای جداسازی شده در معرض زلزله های نزدی ک گسل بود. چنین راه حلی باید توسط سیست م حمل و نقل و سازمان های زیربط پذیرفته شود و در طراحی پلهای جدید مورد استفاده قرار گیرد.
در این پروژه محدود کننده های تغییر مکانی پلهای جداسازی شده به عنوان راهی برای کاهش تغییر مکان زیاد جداسازها و حذف دیتیل های خاص و گزاف مورد مطالعه قرار گرفته اند. این محدود کننده ها در ترکیب با جداسازهای لرزه ای روش مناسبی برای طراحی پل های متداول و کاهش نیروها در اعضا آنها و همچنین کاهش هزینه های سخت فراهم می آورد.

بررسی چگونگی طراحی بر مبنای عملکرد در سازه های جداسازی شده پایه مجهز به محدود کننده تغییر مکانی

بررسی چگونگی طراحی بر مبنای عملکرد در سازه های جداسازی شده پایه
مجهز به محدود کننده تغییر مکانی

بخش ۲
معرفی ج داسازی لرزه ای

۲ ‐۱ : مفهوم ج داسازی لرزه ای
در طول سالهای اخیر تکنولوژی ساخت و طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله در جهت کاهش اثر زلزله بر ساختمانها، پلها و نیز ملحقات آسیب پذیر آنها پیشرفت زیادی کرده است.
منظور از جداسازی معرفی برخی از ابزار در نقاطی از سازه مثل تکیه گاههاست که باعث جداسازی سازه از حرکات زمین می شود. جداساز با سختی افقی پایینی که بین سازه و زیر سازه ایجاد می کند، سازه را از مولفه های افقی حرکت زمین جدا می سازد. با استفاده از جداسازها پریود طبیعی سازه در مقایسه با پریود طبیعی سازه جداسازی شده افزایش می یابد و به دلیل سختی ک م جداسازها تغییر مکان ها نیز فابل توجه خواهد بود. کنترل ارتعاشات سازه بصورت فعال و غیرفعال و کاربرد آنها در مقاوم سازی لرزه ای در چند سال گذشته مورد توجه مهندسین و طراحان سازه قرار گرفته است. توجه خاصی به سیست م جداسازی لرزه ای و کنترل غیرفعال و تکنولوژی های مربوط به آنها معطوف گردیده و این امر بعلت کارآیی تجهیزات جداسازی همچون تکیه گاههای لاستیکی، گره های لغزان (Sliding Joints) و میراگرهای غیرفعال اصطکاکی و ویسکو الاستیک در کاهش نیروهای ایجاد شده در سازه می باشد البته بدیهی است که اثر روش کنترل فعال نیز بسیار قابل ملاحظه می باشد.
روش معمول در طراحی سازه ها در برابر زلزله انتخاب مقاطع مناسب برای اعضا می باشد به گونه ای که آن اعضا قادر به تحمل نیروهای ایجاد شده در آنها باشد بهرحال روش سنتی طراحی منجر به افزایش جرم و در نهایت افزایش نیروی زلزله می گردد. یک سازه طراحی شده با این روش ممکن است در زلزله های شدید (شدیدتر از تراز زلزله طراحی) دچار خسارت در اعضای خود شود. در روش های جدید سعی بر این است که از تغییر مکان سازه تا حد ممکن (ملاحظات اجرایی) ممانعت به عمل نیاید به این ترتیب سازه طراحی شدهسبکتر خواهد بود و در نهایت می توان آنرا با هزینه کمتری اجرا کرد. در جداسازی غیرفعال سعی بر ایناست که حرکت سازه در حین زلزله از زمین جدا شود و به این ترتیب حداقل انرژی زلزله به سازه وارد وبیشتر آن در جداسازها اتلاف گردد. در واقع منظور از جداسازی لرزه ای نصب سیستمی است که سازه و یا ملحقات آن را از حرکات لرزه ای و مخرب زمین و یا تکیه گاه جدا می سازد. این جداسازی با افزایش انعطاف پذیری سیست م و همچنین تامین میرایی مناسب به دست می آید. در نتیجه سیست م جداسازی لرزه ای پایه باعث ایجاد پتانسیل قابل ملاحظه در سازه جهت جلوگیری از خسارات احتمالی ناشی از زلزله می شود چه خسارات سازه ای و چه خسارت مربوط به تجهیزات آن.
بنا به تحقیقات آقای Kelly [۴۳] در سال ۱۹۰۹ یک فیزیکدان انگلیسی ساختمانی را به وسیله طلق و شن از زمین جدا کرد و این به عنوان ایده اصلی در سیستم جداسازی پایه مطرح گشت این سیستم تنها به ساختمان محدود نمی شود بلکه پلها، ساختمانهای هسته ای و بیمارستانها را نیز می تواند شامل شود. مفهوم جداسازی پایه یک نوآوری در مقاوم سازی لرزه ای سیست م سازه می باشد که در ابتدا از طرف انجمن مهندسین با شک و گمان روبرو شد. امروزه جداسازی پایه روش بسیار مفیدی برای مقاوم سازی توسط مهندسین می باشد. افزایش سریع تعداد ساختمانها و نماهای جدیدی که از این سیست م بهره می گیرند گواه این ادعا می باشد. امروزه می دانی م که به طور کلی یک ساختمان با جداسازی پایه در برابر زلزله های شدید یا ضعیف در مقایسه با سازه هایی که معمولا در فونداسیون خود به صورت گیردار اجرا می شوند از عملکرد بهتری برخوردارند. در جداسازی لرزه ای میزان انرژی وارده به ساختمان که ناشی از زلزله می باشد کاهش می یابد و نیروهای ایجاد شده در محدوده قابل قبول تری قرار می گیرند. در واقع دلیل گسترش استفاده از جداسازی لرزه ای نیز همین مسئله می باشد. در روش طراحی سنتی سازه با پایه گیردار سختی سازه افزایش می یابد و افزایش باعث می شود حرکت زمین با شدت بیشتری احساس شود. در این شرایط میرایی ذاتی سازه سازه نیز تاثیر قابل توجهی در کاهش نیروها ندارد. تأمین میرایی مورد نیاز در یک سیست م سازه ای برای جلوگیری از خسارتهای ناشی از زلزله معمولاﹰ هزینه های زیادی را به قیمت کلی پروژه تحمیل می ۰سازد و در اکثر موارد تکنولوژی مورد نیازو یا نیروی مجرب و متخصص آشنا به چگونگی اجرای این سیست مها به آسانی در دسترس نمی باشد.
در حال حاضر از انواع مختلفی از سیست م های جداسازی استفاده می شود و بسیاری از سیست م های موجود گسترش یافته اند و همچنین سیستمهای جدید پیشنهاد می شوند. زمانیکه ساختمانی با سیست م جداسازی ساخته می شود باید دارای فرکانس پایه کمتری از فرکانس پایه گیردار و فرکانس غالب حرکت زمین باشد. هنگامیکه سازه تغییر شکل می دهد اولین مود تغییرشکل فقط مربوط به سیست م جداساز می باشد و سازه بالایی به صورت صلب حرکت می کند مودهای بالاتر که ناشی از تغییرمکان در سازه می باشند عمود بر مود اول هستند و همچنین عمودند بر حرکت زمین. می باشد.


مقطع : کارشناسی ارشد

25000تومان

فایل word

35000تومان