X

سیستم جداساز لرزه‌ای

 

جداسازهای لرزه ای شامل انواع مختلفی بوده و بسته به مشخصات سازه، هدف بکارگیری جداسازها و همچنین در نظر گرفتن جنبه های اقتصادی طرح، یک یا ترکیبی از چند نوع جداساز قابل استفاده می‌باشد. توجیه فنی و اقتصادی کافی جهت بهره گیری از یک سیستم موثر جداسازی لرزه ای با مطالعات دقیق عددی و به موازات مطالعات در جهت انتخاب سیستم باربر ثقلی- جانبی لرزه ای سازه و همچنین امکان سنجی بهره مندی از این سیستم بسته به ویژگی های معماری و روش های اجرا انجام می‌گیرد. مزایای فنی بهره مندی از سیستم جداسازی لرزه ای در حالت ایده آل شامل موارد ذیل می باشند:

  • کاهش شتاب وارد به طبقات به میزان قابل توجه و حفظ تجهیزات، اموال، دستگاه ها و اجزای غیر سازه ای از سقوط و پرتاب شدن و وقوع خرابی.
  • کاهش جابه جایی نسبی طبقات در روسازه و کاهش قابل توجه خسارات سازه ای. بسته به مشخصات سازه و سیستم جداسازی و در حالت ایده آل، تحت زلزله طرح، اعضای اصلی سیستم باربر جانبی لرزه ای روسازه در ناحیه خطی باقی مانده و تغییر شکل غیر خطی قابل توجهی که معادل با وقوع خرابی سازه ای باشد رخ نمی دهد.

برای اطلاعات بیشتر در ارتباط با جداسازهای لرزه ای شرکت FIP کلیک نمایید.

برای مشاهده مقاله تخصصی بزرگترین پلهای دنیا مجهز به جداسازهای لرزه ای کلیک نمایید.

ویژگی ها، کاربرد ها و انواع جداسازهای لرزه ای

 

در سال های اخیر و پس از تجربه زلزله های مخرب در نقاط مختلف کشور لزوم فراهم آوردن سطوح عملکردی استفاده بی وقفه در ساختمان های مهم به وضوح حس شده است. در این زلزله ها سازه های مهم مانند بیمارستانی، مراکز تصمیم گیری و مدیریت بحران که در نزدیکی مرکز زلزله بوده اند دچار خسارت های کلی و جزئی شده اند. خرابی های ایجاد شده در این ساختمان های پر اهمیت باعث افزایش خسارت های جانی و مالی ناشی از عدم امکان ارائه خدمات پس از زلزله می‌باشد. شایان ذکر است خرابی های ایجاد شده در ساختمان علاوه بر خرابی‌های سازه‌ای، خرابی‌های غیر سازه‌ای از جمله سقوط اشیا و تجهیزات، خرابی سقف های کاذب، شکستن پنجره ها و غیره را شامل می‌شود که می‌تواند به خودی خود باعث اختلال در بهره‌برداری از ساختمان پس از زلزله گردد. در تصاویر نمونه هایی از خرابی های ایجاد در ساختمان های مهم پس از زلزله از جمله بیمارستان ها به نمایش در آمده است.

در سال های اخیر در بسیاری از کشورهای لرزه خیز استفاده از جداسازهای لرزه ای برای ساختمان ها، بویژه ساختمان های مهم، با توجه به تاثیر بسزایی که این سیستم‌ها در بهبود عملکرد ساختمان در بخش سازه و غیر سازه ای دارند، بطور گسترده مورد توجه قرار گرفته و حتی در برخی از کشورها استفاده از سیستم های جداسازی برای ساختمان های مهم نظیر بیمارستان ها در نواحی لرزه خیز آن کشور اجباری شده است. رویکرد آیین نامه طرحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) در طراحی سازه ساختمان‌های مهم کارآمد نبوده و نتایج تحقیقات نشان داده است که سازه های طراحی شده بر اساس استاندارد 2800 تحت زلزله با دوره بازگشت بالا رفتار قابل قبولی از خود نشان نمی‌دهند و نمی‌توانند سطح عملکرد بی وقفه را پس از زلزله حفظ نمایند. رویکرد استاندارد 2800 در طراحی ساختمان های مهم در نظرگیری ضریب اهمیت 1/4 در محاسبه ضریب زلزله استاتیکی طرح می‌باشد. افزایش 40 درصدی نیروی زلزله طرح سطح مجهولی از قابلیت اطمینان سطح عملکردی اجزای اصلی سازه، بخصوص در سطوح خطر بالاتر، را بدست می‌دهد و لازم است جهت حصول اطمینان از عملکرد سازه مطالعات دقیق تر بر پایه طراحی عملکردی بر روی سازه انجام گیرد. لازم به ذکر است حتی در صورت دستیابی به سطوح عملکردی مفروض در استاندارد 2800، بهره برداری از سازه تحت زلزله های قوی، به علت آسیبهای ناشی از شتاب بر روی المانهای غیرسازه ای و معماری و تجهیزات دچار اختلال خواهد شد.

حال قابل ذکر است حتی با در نظر گیری سطح خطر در نظر گرفته شده در استاندارد 2800 برای ساختمان مهم، دستیابی به این سطح عملکرد برای یک طرح سنتی بدون سیستم های کنترلی بسیار دشوار بوده بوده و تمهیدات لازم برای آن برای یک سازه متدوال با توجه به شتاب‌های وارد به سازه بسیار پرهزینه خواهد بود. تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که خرابی های ایجاد شده در اجزای غیر سازه ای مانند سقف های کاذب، نما، تجهیزات و تاسیسات و غیره می‌توانند باعث ایجاد اختلال در عملکرد ساختمان پس از زلزله گردد. در شکل زیر نمونه ای از خرابی های غیر سازه ای در ساختمان‌ها تحت زلزله نشان داده شده است.

جداسازی لرزه ای ساختمان ها یکی از موثرترین روش های کنترل خسارات ناشی از زلزله برای سازه های کوتاه و میان مرتبه در میان سیستم های مختلف می باشد. سیستم‌های جداساز لرزه‌ای نیرو و شتاب کلی وارد به سازه را به طور همزمان کاهش خواهد داد و امکان بهره‌برداری از ساختمان جداسازی شده را حتی پس از زلزله‌هایی با دوره بازگشت بالاتر از زلزله طرح آیین نامه 2800 تا سطح خطر زلزله با دوره بازگشت 2475 حفظ خواهد گشت.

برای مشاهده پروژه های جداسازی شده با تجهیزات لرزه ای شرکت FIP کلیک نمایید.

ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺟﺪاﺳﺎزی 

 

همانطور که در بخش قبل ذکر گردید لازم است ساختمان های مهم تحت زلزله‌های با دوره بازگشت 2475 نیز بتواند کاربری خود را حفظ نماید. دستیابی به این سطوح عملکردی برای اجزای سازه ای و غیر سازه‌ای بدون استفاده از سیستم های کنترل لرزه ای امری بسیار پرهزینه و حتی غیر اجرایی خواهد بود. اجزائ غیر سازه‌ای در ساختمان مجموعه ای از اجزای معماری، تاسیسات مکانیکی و برقی و تجهیزات و اموال درون ساختمان را شامل می‌شود که در هر ساختمان می‌تواند هزینه ای بالغ بر 70% هزینه احداث کل ساختمان را شامل شود و هزینه‌های سیستم های جداسازی لرزه‌ای درصد ناچیزی از هزینه های کلی ساخت ساختمان را شامل خواهند شد. از این رو با توجه به مزایای رفتاری قابل توجه یک ساختمان جداسازی شده در هنگام زلزله استفاده از این سیستم جداسازی در ساختمان‌ها مهم کاملا توجیح پذیر می‌باشد.

سیستم های جداساز لرزه ای با ایجاد یک تراز نرم در زیر سازه، انرژی ورودی زلزله را کاهش داده و مقدار جابجایی نسبی و شتاب ایجاد شده در ساختمان را به طور محسوسی کاهش می‌دهد، همانطور که در شکل زیر مقادیر پاسخ شتاب و جابجایی برای یک سازه تک درجه آزادی نشان داده شده است. بدلیل کاهش سختی کلی سازه مقادیر شتاب طبقات ساختمان و دریفت به طور قابل توجه‌ای کاهش یافته و جابجایی‌های مورد انتظار در تراز جداسازی متمرکز خواهد شد.

پاسخ طیف شتاب

پاسخ طیف جابه جایی

 

برای اطلاعات بیشتر در ارتباط با نحوه طراحی و اجرای تاسیسات در محل های جداسازی کلیک نمایید.

تعداد کلی سازه های مجهز به سیستم جداساز لرزه ای

 

در سیستم های سنتی انرژی وارد شده به سازه توسط اجزای اصلی سازه میرا شده که این موضوع در ضوابط طراحی آیین نامه ها با اعمال ضرایب شکل پذیری لحاظ گردیده است. برای مثال سازه هایی با شکل پذیری ویژه دارای ضوابط خاص برای پذیرش شکل پذیری بیشتر در سازه می‌باشد که این امکان را به سازه می‌دهد تا سازه تغییر شکلهای بیشتری را تحمل نماید. این تغییر شکل ها به صورت غیرقابل اجتناب باعث آسیب های سازه‌ای و غیر سازه‌ای شده و در صورت ایمن ماندن سازه اجزاهای غیر‌سازه‌ای دچار آسیب جدی می‌شوند. این آسیب ها خسارت های جانی و مالی بسیار زیادی را متحمل ساکنان خواهد کرد که هزینه های بازسازی و تاثیرات منفی ناشی از خارج شدن سازه از کاربری در دوران پس از زلزله می‌تواند بسیار بیشتر از هزینه های اولیه ساخت سازه باشد. از این رو است که در سراسر دنیا طراحی‌ها به سمت کاهش خسارت‌ها محتمل در آینده متمایل شده است.

با توجه همه موارد ذکر شده و اهمیت بسیار زیاد این سازه خصوصا در شرایط بحرانی و پس از زلزله در سازه مورد بررسی استفاده از جداسازهای لرزه ای به عنوان گزینه ای با مطلوبیت فنی زیاد بررسی قرار گرفته است.

تعداد سازه های مجهز به سیستم های جداساز لرزه ای در جهان

تعداد کلی سازه های مجهز به سیستم جداساز لرزه ای در ایتالیا در سال های متمادی