جداسازی پایه و میراگرهای لرزه ای
جداسازی پایه، تکنیکی در صنعت ساختمان سازی است که هدف آن جلوگیری یا به حداقل رساندن آسیب به ساختمان ها در هنگام وقوع زلزله است. امروزه این تکنیک ساختمان سازی در کشورهای متعددی همانند ژاپن، آمریکا، نیوزیلند، هند و ایتالیا مورد استفاده قرار می گیرد.
یک ساختمان با پایه ثابت که به طور مستقیم بر روی زمین ساخته شده است، هنگام وقوع زلزله فشار زیادی متحمل خواهد شد. در نهایت این امر به خسارات جانی و مالی زیادی منجر می شود.
هنگامی که ساختمانی با فاصله و جدا از زمین ساخته می شود و بر روی بلبرینگ ها یا جداگرهای ارتعاشی (متشکل از لایه ای فشرده و منعطف پذیر) که به عنوان جدا کننده سازه شناخته می شوند، قرار می گیرد. هنگام وقوع زلزله، به دلیل وجود بلبرینگ و جداگرهای ارتعاشی ساختمان متحمل لرزش کمتر می شود و در برخی موارد حتی هیچگونه تکانی نمی خورد.
جداسازها عملکردی مشابه سیستم تعلیق خودرو دارند که به خودرو اجازه می دهد بدون پرتاب شدن سرنشینان خودرو در زمین های ناهموار به حرکت خود ادامه دهد.
در هنگام وقوع زلزله، یک ساختمان ممکن است نزدیک به 300 میلی متر یا بیشتر نسبت به زمین حرکت کند. بنابراین، استفاده از جداسازی پایه به معنی ایجاد فضایی برای جابجایی در هنگام زلزله، نیز می تواند باشد. معمولا این نکته بدین معنا است که در اطراف ساختمان فضایی خالی که به اصطلاح به آن خندق(Moat) می گویند، در نظر گرفته می شود تا از برخورد ساختمان با اماکن نزدیک به آن جلوگیری شود. تاسیسات ساختمانی مانند لوله کشی آب، فاضلاب و سیم کشی برق همگی باید به گونه ای طراحی شوند که هنگام این تحرکات هیچ لطمه ای به آنها وارد نشود.
فناوری جداسازی پایه می‌تواند سازه هایی با ارتفاع متوسط (سنگ یا آجر) یا سازه های بتنی سنگین را بسازد که قادر به مقاومت در برابر زلزله بوده و از آنها و ساکنان آن در برابر صدمات یا آسیب‌های عمده محافظت کند. البته این فناوری برای تمامی سازه ها مانند ساختمان های خیلی بلند مناسب نیست، زیرا توانایی جدا کننده های پایه مقابل لرزش محدود است. در نتیجه، حتی استفاده از این فناوری در ساختمان های بلند ممکن است باز هم به فروریختن آن هنگام وقوع زلزله منتهی شود.
محل ساختمان نیز در هنگام بررسی استفاده از جداکننده پایه مورد توجه قرار خواهد گرفت، به عنوان مثال، ممکن است فضای کافی برای گنجاندن یک خندق در اطراف ساختمان وجود نداشته باشد. علاوه بر این، فناوری جداسازی پایه برای زمین هایی با خاک سخت طراحی شده است و امکان اجرای آن در زمین هایی که خاکی نرم دارند، وجود ندارد.
جدا کننده های پایه چگونه ساخته می شوند؟
بلبرینگ های لاستیکی سربی به عنوان جدا کننده پایه در دهه 1970 توسعه یافتند. آنها از سه جزء اصلی: یک توپ سربی، لاستیک و فولاد تشکیل می شوند.
لاستیک
لاستیک از طریق توانایی حرکت اما برگشتن به موقعیت اولیه خود، انعطاف پذیری را فراهم می کند. در پایان زلزله، اگر ساختمانی به حالت اولیه خود برنگشته باشد، بلبرینگ های لاستیکی آن را به آرامی باز می گرداند. این ممکن است ماه ها طول بکشد، اما به موقعیت اولیه خود باز خواهد گشت.
سربی
حجم توده زیادی در یک ساختمان وجود دارد و پس از یک زلزله قوی، ممکن است یک ساختمان همچنان به سمت جلو و عقب بر روی جداکننده های ارتعاشی حرکت کند. هسته های بلبرینگ سربی به عنوان مکانیزم اتلاف انرژی به جداسازهای پایه اضافه شدند.
علت استفاده از سرب در این بلبرینگ، خاصیت پلاستیک مانند آن است. ممکن است زلزله باعث به حرکت افتادن سرب شود، اما قابلیت تغییر شکل سرب باعث بازگشت آن به حالت اولیه می شود. در طول زلزله، انرژی جنبشی زلزله با تغییر شکل سرب به انرژی گرمایی جذب می شود.
فولاد
استفاده از لایه های فولادی با لاستیک به این معنی است که بلبرینگ می تواند در جهت افقی حرکت کند اما در جهت عمودی سفت است.
میراگرهای لرزه ای
یکی دیگر از روش های کنترل خسارات لرزه ای در ساختمان ها نصب میراگرهای لرزه ای است. در این حالت، میرایی توسط یک دستگاه مبتنی بر سرب که بسیار شبیه به دمپر ماشین (کمک فنر) است، تامین می شود.
حرکت زمین، سرب را مجبور می کند از یک شکاف باریک عبور کند. با تغییر جهت حرکت، مسیر جریان سرب معکوس می شود. این اصل هنوز مانند بلبرینگ لاستیکی سرب است، با انرژی جنبشی که به انرژی گرمایی تبدیل می شود، در نتیجه از جذب انرژی جنبشی ساختمان جلوگیری می کند.
جف راجرز، مهندس مکانیک و استادیار دانشگاه کانتربری، برای تحقیقات خود در توسعه یک میراگر لرزه ای ساده برای ساختمان ها، موفق به کسب جایزه نوآوری جدید Kiwinet 2017، شد.
تفاوت بین جداگرهای پایه و میراگرهای لرزه ای
جداساز پایه عمدتا راهی را برای جلوگیری از حرکت سازه و دنبال کردن زمین، هنگام لرزش زمین در زمان زلزله فراهم می کند، در حالی که یک میراگر لرزه ای انرژی را هنگام حرکت سازه جذب می کند.
گاهی اوقات جداسازی پایه با میراگرهای لرزه ای ترکیب می شود که شکل اضافی اتلاف انرژی را برای جلوگیری از حرکت بیش از حد سازه نسبت به زمین فراهم می کند.
با افزودن یک میراگر به سازه با جداکننده های پایه، انرژی لرزه ای بیشتری با حرکت ساختمان جذب می شود، که به محدود کردن میزان نوسانات ساختمان، محافظت بهتر ساختمان برابر آسیب و کاهش مزاحمت و آسیب برای ساکنین کمک می کند.
این مقاله توسط شرکت دیجی برینگ با ترجمه از منابع معتبر تهیه شده است. این شرکت در زمینه واردات بهترین برند ها و تخصصی ترین انواع بلبرینگ های جهان مانند ناچی، skf، koyo و ... فعال میباشد.دیجی برینگ متعهد به عرضه بهترین برند ها با بهترین لیست قیمت بلبرینگ skf، کویو، ناچی و دیگر برند های معتبر جهانی به صنعتگران ایرانی است.
