عایق لرزه ای چیست؟ بهبود عملکرد و انعطاف پذیری ساختمان در برابر زلزله با عایق های لرزه ای
جداسازهای لرزه ای وسایلی هستند که برای کاهش نیروها و جابجایی های لرزه ای که در هنگام زلزله به سازه منتقل می شود استفاده می شوند. این دستگاه ها معمولاً بین ساختمان و پی یا بین پی و خاک نصب می شوند و با جدا کردن ساختمان از حرکت زمین در هنگام زلزله کار می کنند. جداکننده‌های لرزه‌ای را می‌توان برای بهبود عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های جدید و موجود مورد استفاده قرار داد و در سال‌های اخیر به یک انتخاب محبوب در طراحی و مقاوم‌سازی لرزه‌ای تبدیل شده‌اند.
جداسازهای لرزه ای اشکال مختلفی دارند، اما همه آنها بر اساس یک اصل اساسی کار می کنند که باعث کاهش سختی سازه در جهت حرکت لرزه ای می شود. این امر با وارد کردن یک عنصر انعطاف پذیر بین سازه و پی یا خاک به دست می آید که به ساختمان اجازه می دهد مستقل از حرکت زمین حرکت کند. با جدا کردن ساختمان از حرکت زمین، نیروها و جابجایی‌های لرزه‌ای که به سازه منتقل می‌شود کاهش می‌یابد و در نتیجه خطر آسیب یا ریزش سازه کاهش می‌یابد.
یکی از رایج ترین انواع جداکننده لرزه ای، بلبرینگ الاستومری است که از لایه های لاستیکی و صفحات فولادی تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده و یک دستگاه انعطاف پذیر و بادوام را تشکیل می دهند. یاتاقان‌های الاستومری بین ساختمان و فونداسیون نصب می‌شوند و به این ترتیب کار می‌کنند که به ساختمان اجازه می‌دهند در هنگام زلزله روی یاتاقان‌ها لغزنده و تکان بخورند. لایه‌های لاستیکی در بلبرینگ‌ها انعطاف‌پذیری لازم برای جذب و اتلاف انرژی لرزه‌ای را فراهم می‌کنند، در حالی که صفحات فولادی استحکام و پایداری لازم برای تحمل وزن ساختمان را فراهم می‌کنند.
نوع دیگری از جداکننده لرزه ای، یاتاقان آونگ اصطکاکی است که از یک توپ فولادی تشکیل شده است که از یک آونگ آویزان شده و بر روی یک سطح کشویی مقعر قرار می گیرد. هنگام وقوع زلزله، توپ روی سطح لغزنده می غلتد و آونگ می چرخد و به ساختمان اجازه می دهد مستقل از حرکت زمین حرکت کند. یاتاقان‌های آونگ اصطکاکی در کاهش نیروها و جابجایی‌های لرزه‌ای که به سازه منتقل می‌شوند بسیار مؤثر هستند و معمولاً در سازه‌های بزرگ و پیچیده استفاده می‌شوند.
علاوه بر یاتاقان‌های الاستومری و یاتاقان‌های آونگ اصطکاکی، انواع دیگری از جداکننده‌های لرزه‌ای مانند یاتاقان‌های لاستیکی سربی، یاتاقان‌های لاستیکی با میرایی بالا و میراگرهای ویسکوز سیال وجود دارند. هر نوع ایزولاتور خواص و مزایای منحصر به فرد خود را دارد و انتخاب جداساز به نیازهای خاص ساختمان و سایت بستگی دارد.
آیا می توان عایق لرزه ای در ساختمان های ساخته شده نصب کرد؟
بله، جداکننده های لرزه ای را می توان در ساختمان های ساخته شده به عنوان یک اقدام مقاوم سازی برای بهبود عملکرد لرزه ای آنها نصب کرد. جداسازهای لرزه ای وسایلی هستند که برای جدا کردن ساختمان از حرکت زمین در هنگام زلزله طراحی شده و در نتیجه نیروها و جابجایی های لرزه ای را که به سازه منتقل می شود کاهش می دهند.
نصب جداکننده‌های لرزه‌ای شامل بالا بردن ساختمان در بالای فونداسیون با استفاده از یاتاقان‌ها یا لنت‌هایی با طراحی خاص است که به سازه اجازه می‌دهد در هنگام زلزله به صورت جانبی حرکت کند. این کار را می توان با جک زدن ساختمان و قرار دادن ایزولاتورها بین فونداسیون و ساختمان، یا با نصب جداسازها در فونداسیون جدیدی که در مجاورت فونداسیون موجود ساخته شده است، انجام داد.
با این حال، مقاوم‌سازی ساختمان با مقره‌های لرزه‌ای مستلزم بررسی دقیق عوامل مختلفی مانند سیستم سازهای موجود، وزن ساختمان و نوع جداکننده‌های مورد استفاده است. برای ارزیابی امکان سنجی نصب جداکننده لرزه ای در ساختمان موجود و تعیین طراحی و روش نصب مناسب باید با یک مهندس سازه مشورت شود.
جداسازهای لرزه ای به طور گسترده در طراحی لرزه ای و مقاوم سازی ساختمان ها، پل ها و سایر سازه ها استفاده می شوند. در ساخت و سازهای جدید، جداسازهای لرزه ای معمولاً در طراحی گنجانده می شوند تا اطمینان حاصل شود که ساختمان می تواند در برابر نیروها و جابجایی های لرزه ای مورد انتظار مقاومت کند. در پروژه های مقاوم سازی، جداسازهای لرزه ای اغلب برای بهبود عملکرد لرزه ای سازه های موجود که برای مقاومت در برابر زلزله طراحی نشده اند، نصب می شوند.
نصب جداکننده های لرزه ای مستلزم در نظر گرفتن دقیق عوامل مختلفی از جمله وزن و هندسه ساختمان، خطر لرزه ای محل و طراحی فونداسیون موجود است. جداسازهای لرزه ای باید به طور مناسب طراحی و نصب شوند تا اطمینان حاصل شود که در کاهش نیروها و جابجایی های لرزه ای که به سازه منتقل می شوند، موثر هستند. این امر مستلزم تخصص یک مهندس سازه است که در طراحی و مقاوم سازی لرزه ای آگاه باشد.
کی از مزایای عمده جداکننده های لرزه ای این است که می توانند به طور قابل توجهی عملکرد لرزه ای سازه را بدون افزایش قابل توجه هزینه ساخت یا مقاوم سازی بهبود بخشند. در واقع، استفاده از جداکننده‌های لرزه‌ای اغلب می‌تواند هزینه ساخت و ساز یا مقاوم‌سازی را با امکان طراحی سازهای ساده‌تر و کارآمدتر کاهش دهد.
یکی دیگر از مزایای جداکننده های لرزه ای این است که می توانند در هنگام وقوع زلزله مقاومت بالایی برای ساختمان ها و سایر سازه ها ایجاد کنند. انعطاف پذیری به توانایی یک سازه برای مقاومت در برابر زلزله و بهبود سریع از هرگونه آسیب یا اختلال اشاره دارد. جداسازهای لرزه ای می توانند با کاهش نیروها و جابجایی های لرزه ای که به سازه منتقل می شوند، انعطاف پذیری ساختمان را بهبود بخشند که به نوبه خود خطر آسیب یا ریزش سازه را کاهش می دهد. این می تواند به اطمینان حاصل شود که ساختمان پس از وقوع زلزله همچنان کاربردی و قابل سکونت باقی می ماند، که به ویژه در تأسیسات حیاتی مانند بیمارستان ها، مدارس و مراکز واکنش اضطراری مهم است.
جداسازهای لرزه ای علاوه بر بهبود عملکرد لرزه ای و انعطاف پذیری ساختمان ها و سایر سازه ها، مزایای دیگری نیز دارند. به عنوان مثال، جداسازهای لرزه ای می توانند صدا و ارتعاشاتی را که از منابع خارجی مانند ترافیک یا ساخت و سازهای مجاور به ساختمان منتقل می شود، کاهش دهند. جداسازهای لرزه ای همچنین می توانند با کاهش حرکت و نوسان ساختمان در هنگام باد یا سایر بارهای محیطی، محیط راحت و پایدارتری را برای ساکنین فراهم کنند.
علیرغم مزایای فراوان جداکننده های لرزه ای، برخی چالش ها و محدودیت های مرتبط با استفاده از آنها وجود دارد. یکی از چالش های اصلی نیاز به نگهداری و بازرسی مناسب جداکننده ها برای اطمینان از عملکرد صحیح آنها است. جداسازهای لرزه ای به مرور زمان در معرض فرسودگی و پارگی هستند و ممکن است نیاز به تعویض یا تعمیر دوره ای داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که در کاهش نیروها و جابجایی های لرزه ای منتقل شده به سازه موثر هستند.
چالش دیگر پتانسیل تعامل بین جداکننده ها و سایر اجزای ساختمان مانند پی، روبنا و عناصر غیر سازه ای است. جداسازهای لرزه ای باید با دقت در طراحی کلی ساختمان ادغام شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها به طور موثر با سایر اجزا و سیستم های سازه کار می کنند.
در پایان، جداکننده‌های لرزه‌ای ابزاری ارزشمند برای بهبود عملکرد لرزه‌ای و انعطاف‌پذیری ساختمان‌ها، پل‌ها و سایر سازه‌ها هستند. این دستگاه ها با جدا کردن سازه از حرکت زمین در هنگام زلزله کار می کنند که باعث کاهش نیروها و جابجایی های لرزه ای منتقل شده به سازه می شود. جداسازهای لرزه ای را می توان در پروژه های ساخت و ساز جدید یا مقاوم سازی استفاده کرد و روشی مقرون به صرفه و کارآمد برای بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان ها و سایر سازه ها ارائه می دهد. با این حال، نصب و استفاده از جداکننده های لرزه ای مستلزم بررسی دقیق عوامل مختلف است و تخصص یک مهندس سازه برای اطمینان از موثر و ایمن بودن این دستگاه ها ضروری است