OK
گروه بین المللی کارخانجات آجر نسوز نما آذرخش
مقالات معماری و عمران - بخش بیست و نهم

میرائی برابر 0,5 درصد تحمین زده می شود . هدف از نصب   افزایش میرائی مود اول در جهت  بود . این میراگر های جرمی اولیه دارای معایبی هستند : •     مکانیسم های پیچیده ای برای غلتک و اجزای میراگر دارند. •      دارای جرم زیادی می باشند. •      فضای زیادی اشغال می نمایند. •      گران هستند. تغییرات در میراگرهای جدید : •    بجای غلتک مکانیکی از غلتکهای لاستیکی استفاده می شود که امکان عملکرد در  جهت های مختلف را دارا می باشند و همانند فنر های برشی عمل می کنند. •       از لاستیکهای قیری ( ) که توانائی میراگرهای ویسکو الاستیک را دارا هستند ، بجای میراگر استفاده می شود.   ٢-  میراگر جرمی تنظیم شده پاندولی (    )  مسائل و مشکلات غلتکها با کمک تقویتهای کابلی جرم که به سیستم اجازه رفتار مثل یک پاندول را می دهند قابل حل است. مسائل و مشکلات ایجاد شده در رابطه با غلتک ها با کمک تقویت های کابلی جرم که به سیستم اجازه افتار مثل یک پاندول را می دهند قابل حل می باشد . شکل زیر یک پاندول ساده را که به سقف آویزان شده می باشد را نشان می دهد . حرکت طبقه ، پاندول را تحریک می کند و جابجائی نسبی پاندول یک نیروی افقی در جهت خلاف حرکت طبقه ایجاد می نماید . این عمل را می توان با استفاده از یک سیستم یک درجه آزادی معادل نشان داد . در عمل این نوع میراگر ها دارای محدودیتهایی جدی هستند . چون پریود بستگی به L دارد ، طول مورد نیاز برای بزرگ و ممکن می باشد از ارتفاع طبقه بیشتر باشد . برای نمونه ، طول برای پریود 5 ثانیه 6.2 متر می باشد درحالی که ارتفاع طبقه معمولا بین 4 الی 5 متر خواهدشد . برای حل این مشکل از اتصال صلب داخلی استفاده می نمایند . اتصال صلب داخلی ، حرکت تکیه گاه را برای پاندول بزرگ می کند و در فاز میراگر حرکت می کند ، و دارای همان دامنه جابجائی می باشد . برج در اوزاکای ژاپن واقع شده ، دارای ارتفاع 157 متر و پلان 28 در 67 متر و وزنی معادل 44000 من متریک می باشد . پریود اصلی آن تقریبا 4 ثانیه در جهت شمال – جنوب و 3 ثانیه در جهت شرق - غرب می باشد . یک میراگر پاندولی در هنگام طراحی اولیه سازه برای کاهش حرکات حاصل از باد تا 50 درصد در نظر گرفته شده می باشد .  شش عدد از نه تهویه هوا و تانکهای ذخیره یخ ( هرکدام به وزن 90 تن ) از تیرهای اصلی سقف آویزان شده می باشد و مثل یک پاندول عمل می کندو پنج عدد از تانکها دارای طول پاندولی 4 متر و جهت شمال- جنوب لغزش می کنند . دو تانک دیگر دارای طول پاندولی 3 متر بوده و در جهت شرقی - غربی لغزش می نمایند . میراگرهای روغنی که به پاندولها متصل هستند ، انرژی پاندولها را جذب می کنند . قیمت این میراگر حدود 350 هزار دلار بود که کمتر از 0,2 درصد هزینه ساخت سازه بود

   6.     میراگر مایع تنظیم شده  در این روش برای کنترل ارتعاشات از نوسانات و تلاطم آب در یک تانک استفاده می شود . با توجه با حالت سختی و رفتار مایع سیالات ، اگر یک ظرف بزرگ محتوی یک سیال سخت را روی سازه قرار دهیم با ارتعاش سازه ، مقدار زیادی انرژی توسط رفتار لخت سیال و نیروهای هیدرو دینامیکی ناشی از آن اتلاف می شود . میراگرهای مایع تنظیم شده برای اولین بار در اوایل قرن بیستم برای کنترل ارتعاشات ناشی از امواج دریا در کشتی های اقیانوس پیما استفاده شد وسپس ، در نیمه دوم قرن بیستم برای کنترل نوسانات و جنبشهای آزاد با دوره تناوب بالا در ماهواره ها به کار رفت . از اواسط    دهه ی 1980 میراگر مایع تنظیم شده برای کنترل ارتعاشات سازه های عمرانی به کار گرفته شد . میراگر مایع تنظیم شده یک سیستم کنترل غیر فعال می باشد که از نیروی هیدرودینامیکی استفاده می کند . نحوه ی کار میراگر بدین ترتیب می باشد که تعدادی مخزن در قسمت بالای سازه نصب می شود و تلاطم مایع درون این مخازن انرژی ارتعاشی وارد به سازه را در هنگام زلزله یا تند باد مستهلک می کند. تلاطم مایع موجب ایجاد تفاوت در رقوم سطح آزاد مایع در جداره های انتهایی مخزن می شود و اختلاف فشار ناشی از تفاوت رقوم سطح آزاد مایع در جداره های انتهایی به صورت یک نیروی برشی در کف مخزن ظاهر می شود . نیروی کنترلی که در این روش برای کاهش ارتعاشات سازه مورد استفاده قرار می گیرد ، از فشار دینامیکی که بر روی سطح جداره های انتهایی ظرف اثر می کند تولید می شود .     سیستم های   برای طراحی بهینه باید براساس فرکانس مد اول سازه تنظیم شود . بنابراین مشخصات میراگر نظیر ابعاد ظرف و عمق آب داخل آن باید به گونه ای تنظیم شوند که فرکانس تلاطم مایع درون میراگر با فرکانس ارتعاش سازه هماهنگ شود . نتایج نشان می دهد تغییر قابل توجهی در کاهش ارتعاشات سازه در حالت تحریک زلزله ایجاد  می شود . تأثیر میراگر زمانی اهمیت می یابد که این مقدار کاهش دامنه ارتعاشات باعث     می شود تا سازه از گرفتار شدن در چرخه ی تغییر شکلهای خمیری مصون بماند . بدین معنا که از تحمیل تغییرشکلهای زیاد سازه جلوگیری می شود . 1.                       نکات : 1- در ساختمانهای بلند که در معرض تحریکات تصادفی مثل باد و زلزله قرار دارند ، تأثیرات میرایی بیشتر در مدلی با نسبت وزنی بزرگ تر، دارای صفحات ضربه گیر بیشتر و ضریب شکل بزرگتر ثبت شده می باشد .     2- با افزایش دامنه تحریکات ، اثر میرایی سیستم    روی سازه به طور چشمگیری افزایش می یابد. 3- اثر افزودن صفحات ضربه گیر به سیستم    به تنهایی بیشتر از تعداد آنها روی نسبت میرایی معادل سیستم مذکور می باشد . 7.    جداسازی پایه ( 6 ) در این روش پریود طبیعی ارتعاش سازه با نصب جد اکنندهها افزایش یافته و انرژی کمتری به سازه فوقانی وارد شده و در نتیجه ، شتاب طیفی وارده به سازه کاهش می یابد و خرابی متحمل در کل سازه به جذب و تمرکز خرابی موضعی در جداکننده ها تبدیل می شود . در این روش چون سهم ان کی از نیروی زلزله به سازه منتقل می شود نتایج زیر را می توان انتظار داشت : -   تغییر مکان  طبقات و تغییر مکانهای نسبی طبقات ( ) کاهش یابد . -   کاهش قابل ملاحظه ای در شتاب طبقات بوجود آید . -    خسارات سازه ای و نیز خسارات غیر سازه ای به مقدار محسوس کاهش یابد . -    از مشکلات معماری در طراحی ساختمانها کاسته شود . - 

  هزینه اجرای سازه ها بدلیل استفاده از مقاطع با ظرفیت کمتر کاهش یابد . روش جداسازی لرزه ای در زمینه مقاوم سازی و بهسازی سازه های موجود کاملاً موفق و دارای قابلیت های فراوان بوده می باشد . با توجه به آزادی عملی که این روش در اختیار طراح و پیمانکار قرار می دهد این روش در بسیاری از پروژه های بهسازی لرزه ای نیز مورد توجه قرار گرفته می باشد . در این حال نحوه اجرای عملیات بهسازی لرزه ای و نصب جداسازها نیاز به برنامه ریزی و دقت کافی دارد. از نظر مطالعه بر روی گزینه کاربرد جداسازی لرزه ای به طور خاص برای ساختمانهای زیر بر اساس عملکرد و اهمیت آنها توصیه می گردد:  -1 ساختمان های ضروری : ساختمان هایی که عملکرد آنها در وضعیت بحرانی پس از زلزله مهم است. ساختمان های دارای ضریب اهمیت بالا ( ضریب اهمیت  مندرج در آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله  (  -2 ساختمان های امدادرسانی و بیمارستانی  -3 ساختمان های قدیمی ( به عنوان یک گزینه در بهسازی لرزه ای(  -4 موزه ها  -5 واحدهای تولیدی دارای تجهیزات یا محصولات گران قیمت یا راهبردی   در مقابل ایده طراحی و اجرای ساختمانهای مقاوم به روش سنتی در برابر زلزله ، با توجه به آسیب های سازه ای و مشکلات بروز کرده برای ساکنان درطی زلزله ها ، ایده طراحی سازه جدا شده از پایه بر اساس کنترل نیروی زمین لرزه از طریق ممانعت از ورود آن به سازه بنا شده می باشد . این ایده در سا لهای اخیر در موارد بسیاری در طراحی و اجرای ساز ه های مهم مورد استفاده قرار گرفته می باشد . مطابق نتایج تحلیلی وآزمایشگاهی ، پاسخ سامانه های سازه ای مجهز به این فناوری پاسخ لرزه ای کمتری نسبت به سازه های معمول خواهند داشت.  در جداسازی لرزه ای دوره تناوب اصلی سازه به کمک سامانه ای ویژه که بین رو سازه و بخش پایین دست آن قرار می گیرد افزایش می یابد . افزایش دوره تناوب طبیعی سازه موجب کاهش پاسخ لرز های سازه ها در زمان وقوع ارتعاشات با دوره تناوب حاکم کوتاه تر می گردد. در سازه های مرسوم سنتی ، احتمال وقوع تشابه یا نزدیکی دوره تناوب طبیعی سازه با دوره تناوب حاکم در ارتعاش ناشی از زلزله زیاد است. جداسازی لرزه ای در واقع دوره تناوب طبیعی سازه را به مقادیر طولانی تری منتقل می کند. این امر مطابق طیف پاسخ شتاب زلزله، منجر به کاهش احتمال وقوع نیروها و شتاب های زیاد در سازه می شود.  طراح باید توجه داشته باشد که ، کاهش شتاب تاثیر به سزایی بر روی رفتار نیرو- تغییر مکان جداسازها می گذارد . در مقابل این امر نیاز به کاهش شتاب ممکن می باشد منتهی به سامانه جداسازی با سختی کمی گردد که این خود احتمال به وجود آمدن تغییر مکان های قابل توجه در طی زلزله را افزایش می دهد. از این رو مکانیزم هایی به منظور استهلاک انرژی در سامانه جداسازی تعبیه        می گردد تا ضمن محدود نمودن تغییر مکان ، شتاب سازه و طبقات نیز کاهش یابد. این میرایی همچنین پدیده تشدید پاسخ ناشی از وجود مولفه های با دوره تناوب بالا در حرکت زمین را کاهش می دهد . اما در عین حال باید توجه نمود که در برداشتن میرایی زیاد در سازه خود موجب افزایش نیروی منتقل شده به سازه می گردد و باید از سوی طراح مورد توجه قرار گیرد . بنابراین لازم می باشد یک سامانه جداسازی دارای قابلیتهای زیر باشد :  : 1بتواند نیروهای قائم ناشی از وزن و پاسخ زلزله در زمان زلزله را تحمل کند  : 2 در جهت افقی انعطاف پذیری لازم را تامین نماید  3: جذب انرژی نماید   این قابلیت ها را می توان به طور همزمان در یک تکیه گاه سربی لاستکی ( LRB ) تامین نمود . علاوه بر این طراح ممکن می باشد برای محدود نمودن تغییر مکان جداسازها در سامانه جداسازی لرزه ای ، ضربه گیرهایی نیز قبل بینی نماید.   جداگرهای لرزه ای شامل کل ابعاد ساختمان می شود و نمی توان در بخشی از سازه آن ها را استفاده نمود زیرا این عمل باعث ایجاد تفاوت در جابجایی دو بخش ساختمان می گردد و در کاهش پریوده های لرزه ای و خسارات لرزه ای منتقل شده از زمین به ساختمان تاثیر گذارند . استفاده از آن ها در طراحی های ساختمان جدید بسیار معمول شده می باشد به طوری که در آمریکا از آن ها برای تعداد زیادی از ساختمانها موجود جهت افزایش شکل پذیری به عنوان راهبرد کلیدی در طراحی پروژه های مقاوم سازی به کار می روند. کاهنده های نوسانی غالباً جزئی از سیستم جداگرها هستند که جابجایی را محدود می کنند . باز دوره نوسانی در سازه هایی که از جداگر استفاده شده می باشد به دلیل کاربرد این جداگرها 2 تا         4 ثانیه تخمین زده می شود . همین طور در ساختمان هایی که بر روی خاک های خیلی ضعیف یا ساختمان خیلی بلند مرتبه می باشد و انعطاف پذیری ممکن می باشد مقدور نباشد استفاده از جداگر می تواند بسیار سودمند باشد . استفاده از جداگر لرزه ای معمولا راهکار مقاوم سازی بسیار گران قیمتی می باشد .


1397/05/30
Bookmark and Share شماره مقاله :2368 تعداد بازديد :205
مقالات معماری و عمران - بخش بیست و نهم

درج نظرات مقاله

نويسنده
نظر