جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
انعطاف پذیری کافی را به سازه می دهند به طوری که پریود طبیعی سازه با پریود طبیعی زلزله تا حد ممکن اختلاف داشته باشد. لذا از بروز پدیده تشدید که می تواند منجر به آسیب شدید یا حتی فروریختگی کامل سازه شود جلوگیری به عمل می آید. از طرفی جداساز لرزه ای تا حد قابل قبولی انرژی زلزله را میرا کرده و جلوی انتقال حرکت زمین به سازه را میگیرد.
یک سیستم جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
مشخصات زیر را باید داشته باشد.:
- جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB) باید عملکرد مناسبی تحت تمامی بارهای سرویس و بارهای عمودی و افقی داشته باشد. و تحت این بارها باید مانند بالشتک های الاستومری (نئوپرن) و به صورت خطی رفتار کند.
- جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB) باید انعطاف پذیری افقی کافی جهت دستیابی به پریود طبیعی هدف را داشته باشد.
- جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB) باید توانایی برگشت به مرکز پس از وقوع زلزله شدید را داشته باشد به طوری که هیچ گونه جابجایی ای باقی نماند و تاثیری بر سرویس دهی سازه نگذارد.
- جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB) باید بتواند استهلاک انرژی کافی ایجاد کند تا جابجایی های سازه کنترل شود، در غیر این صورت به دیگر اعضای سازه خسارت وارد خواهد شد.
کاربرد جداساز لرزه ای با میرایی بالا
(HDRB) در پل ها
اصولاً پل ها بنا به دلايل زير ، بستر مناسبي برای استفاده از سيستم های جداسازلرزه ای و میرا گرهای انرژی می باشند :
- نقش مهمی كه پل ها در عمليات امداد و نجات پس ازوقوع زلزله هاي بزرگ ايفا می نمايند باعث شده است كه پل ها عمدتاً در دسته ی سازه های پر اهمیت طبقه بندی شوند. لذا لازم است كه اين سازه ها در مقابل حملات لرزه اي از سطح حفاظت بالاتری برخوردار باشند تا كارايی آن ها پس از وقوع زلزله های بزرگ مختل نشود.
عملکرد جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
جداساز های لرزه ای با دو مکانیزم، شتاب وارده به سازه را کاهش داده است. و در نهایت موجب سبک شدن سازه و کم شدن تغییر مکان های نسبی ایجاد شده در سازه میگردند.
مکانیزم اول:
اثر انتقال پریود : جداساز های لرزه ای انعطاف پذیری کافی را به سازه می دهند به طوری که پریود طبیعی سازه با پریود طبیعی زلزله تا حد ممکن اختلاف داشته باشد. لذا از بروز پدیده تشدید که می تواند منجر به آسیب شدید یا حتی فروریختگی کامل سازه شود جلوگیری به عمل می آید.
مکانیزم دوم:
اثر میرایی: جداساز لرزه ای تا حد قابل قبولی انرژی زلزله را میرا کرده و جلوی انتقال حرکت زمین به سازه را میگیرد.
انواع میرایی موجود در سازه:
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
انتقال پریود:
با وجود اینکه افزایش پریود طبق آنالیز طیفی منجر به کاهش شتاب وارده به سازه میگردد، از طرفی دیگر باعث افزایش تغییر مکان ها در سازه نیز میگردد. بنابراین با قرار دادن خاصیت میرایی هیستریک در سیستم جداگر ( که وابسته به تغییر مکان است)، عملکرد آن را بهبود می بخشند.
میرایی:
در سیستم سازه ای، به رفتاری اطلاق میگردد که در آن قسمت میرا کننده در سازه سعی دارد که سیستم را از حرکت خویش باز دارد و به حالت اولیه خود برگرداند. میرایی در سازه ها متشکل از دو بخش میرایی ذاتی سازه و میرایی دستگاه های میرا کننده است.
میرایی دستگاه های میرا کننده:
- میرایی لزجی (وابسطه به سرعت) ——–> در میراگر ها.
- میرایی هیستریک (وابسته به جابجایی) ——–> در جداگر ها.
دو نوع متداول از جداساز های لرزه ای عبارتند از.:
- بالشتک الاستومری با میرایی بالا (HDRB).
- بالشتک الاستومری با هسته سربی (LRB).
اصول و مشخصات
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
اصول
جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
مقدار انرژی انتقالی از زمین به سازه را در حین زلزله کاهش میدهد. جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) که متشکل از لایه های لاستیک و فولاد برای تحمل وزن سازه و تامین مدول الاستیسیته مورد نیاز است، پس از تسلیم طراحی میشود. لاستیک موجود در بالشتک های الاستومری با میرایی بالا (HDRB) پس از زلزله باعث برگشت تکیه گاه به مرکز ثقل بالشتک می شود. (مقدار استهلاک انرژی در HDRB به 16% می رسد در حالی که در بالشتک های الاستومری معمولی این مقدار برابر 5% است).
مشخصات
جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
دارای چندین لایه مواد الاستومری و ورق های فولادی تقویتی می باشد. این مجموعه می تواند تا 16% استهلاک ایجاد کند زیرا لاستیک مورد استفاده در جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) به طور شیمیایی بهینه شده اند تا میرایی و ظرفیت جابجایی بالاتری داشته باشد. از آنجاکه ورق های فولادی تقویتی به طور کامل در مواد الاستومری قرار داده می شوند لذا در مقابل خوردگی محافظت می گردند. جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) از لاستیک طبیعی(NR) تهیه می شود و مقاومت بالایی در برابر سایش مکانیکی دارد.
کاربرد
جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
کاربرد زیادی در سازه ها دارند. برای حفاظت سازه در برابر زمین لرزه، بسیار حیاتی است که انرژی لرزه ای انتقالی به سازه به حداقل برسد و جابجایی های افقی بالشتک های الاستومری با میرایی بالا نیز محدود گردد. تحت شرایط نرمال، جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) به عنوان یک بالشتک الاستومری معمولی عمل می کند.
جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) یکی از پر استفاده ترین جداسازه های لرزه ای در سازه ها هستند و در زلزله های بسیاری در سراسر دنیا عملکرد خود را به اثبات رسانده اند. طراحی این جداساز ها برای مهندسین سازه آسان می باشد زیرا تنها، مدل سازی خطی مورد نیاز است.
در جداساز هایی که میرایی بالایی دارند توزیع نیروی برشی در ارتفاع سازه همواره یکنواخت بوده، اما در سیستم های با میرایی کم این توزیع تقریبا مثلثی می باشد. در میرایی های کم، حالت ارتعاشی اصلی حاکم بوده است. اما در میرایی های بالاتر پاسخ حالت های بالاتر نیز اهمیت پیدا خواهند کرد. سیستم های با میرایی بالاتر جهت محافظت سیستم سازه ای توصیه می شوند اما سیستم های با میرایی پایین جهت محافظت از سیستم های ثانویه و لوازم حساس ساختمان ها به کار گرفته می شوند.
مشخصات و مزایا
جداساز لرزه ای با میرایی بالا (HDRB)
مواد
مواد زیر برای تولید جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) استفاده می شوند.
- ورق های تقویتی، ورق های بالا و پایین که از فولاد مطابق با ASTM A36 یا ASTM A570 ساخته شده است.
- لاستیک طبیعی، نوع NR درجه 3 مطابق با ASTM D4014 -81.
سیستم مهاری
جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) دارای ورق های مهاری هستند تا اتصال آن را از بالا و پایین به سازه بتنی آسان سازند. همچنین می توان جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) را برای اتصال به سازه فلزی نیز مهیا ساخت.
محافظت در برابر خوردگی
به منظور محافظت در برابر خوردگی جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) سیستم های محافظ مطابق با استاندارد EN ISO12944 پیشنهاد می شنود. ایجاد سیستم های محافظت در برابر خوردگی مطابق با سایر استانداردها در صورت درخواست مشتری قابل انجام است.
بازرسی و نگهداری
جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) نیاز به نگهداری ندارند. شرایط و موقعیت بالشتک ها باید در بازه های زمانی منظم کنترل شوند. بنا به درخواست، شرکت ما می تواند این بازرسی ها را انجام داده و گزارش مشروحی ارئه دهد.
مزایا
- استهلاک انرژی قابل توجه جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) در طول زلزله که منجر به کاهش ابعاد اعضای سازه ای و کاهش هزینه ها می گردد.
- جداسازلرزه ای میرایی بالا (HDRB) یک راه حل مناسب و موثر برای مقاوم سازی یا بهسازی سازه های موجود هستند.
- جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) توانایی برگشت به مرکز بالشتک پس از وقوع زلزله را دارند که باعث می شود که سرویس دهی سازه پس از زلزله حفظ شود.
- با توسعه تکنولوژی و تحقیقات گسترده در چندین دهه، جداسازلرزه ای با میرایی بالا (HDRB) در پروژه های بسیاری در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند.