دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی عمران- زلزله

عنوان :

مطالعه تاثیر مشخصات جداگرهای لرزه ای بر روی پاسخ های لرزه­ای سازه در ساختمان های جداسازی شده از پایه 

استاد راهنما :

دکتر محسن اعتمادی

استاد مشاور :

دکتر محسن ایزدی‌نیا

 

آبان    1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                 صفحه
 
چکیده-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 1
فصل اول « مفاهیم و مبانی نظری جداسازی لرزه ای »
1-1 مقدمه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 3
1-2 مفهوم جداسازی لرزه­ای —– 6
1-3 مشارکت مودهای ارتعاشی در رفتار لرزه‌ای سازه‌های جداسازی شده بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد- 13
1-4 اثر نوع خاک بر تاثیرگذاری جداسازی لرزه‌ای —- 14
1-5 اثر زلزله‌های حوزه نزدیک بر جداسازی لرزه‌ای — 15
1-6 مطالعه تاثیر خصوصیات جداگر بر پاسخ‌های لرزه‌ای آن بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———– 18
1-7 دستورالعملی برای کمک به انتخاب سیستم جداگربلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 23
1-8 مدل سازی سیستم‌های غیر خطی————- 26
فصل دوم « انواع سیستم‌های جداسازی لرزه ای »
2-1 مقدمه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 29
2-2 سیستم‌های الاستومر ——– 29
2-3 نشیمنهای لاستیکی طبیعی و مصنوعی با میرایی کم بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 30
2-4 جداگرهای با هسته سربی  — 32
2-5 سیستمهای لاستیک طبیعی با میرایی بالا (HDNR) بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 33
2-6 سیستم‌های جداساز لغزنده — 34
2-7 سیستم کارخانه برق فرانسه — 36
2-8 سیستم ترکیبی EERC —- 37
2-9 سیستم تاس (TASS)—— 37
2-10 سیستم جداسازی پایه‌ای اصطکاکی پس جهنده (Resilient – Friction Base Isolation )     38
2-11 سیستم آونگ اصطکاکی Friction Pendulum System (FPS)————– 39
2-12 سیستم‌های فنری———- 40
2-13 سیستم جداسازی با بهره گیری از شمع‌های غلاف داربلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 42
2-14 نمونه هایی از ساختمان های جداسازی شده در نقاط مختلف جهان بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد 43
2-14-1 جداسازی لرزه‌ای در ژاپن —————- 45
2-14-2 جداسازی لرزه‌ای در نیوزیلند————– 48
2-14-3 جداسازی لرزه‌ای در آمریکا ————— 49
2-14-4 جداسازی لرزه‌ای در اروپا- 54
2-14-5 وضعیت کنونی فناوری جداسازی ———- 55
فصل سوم « مطالعه ضوابط آیین نامه‌ها برای جداسازی لرزه ای »
3-1 مقدمه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 57
3-2 روشهای طراحی ———— 58
3-3 تبیین مرحله به مرحله ضوابط UBC-97—— 59
3-4 مراحل نهایی————— 67
3-5 تبیین دستورالعمل طراحی ساختمانهای دارای جداسازی لرزه‌ای ( آیین نامه ایران )—- 67
3-6 مرور کلی -بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد 72
فصل چهارم « مطالعات و تحقیقات انجام شده »
4-1 مقدمه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 75
4-2 مطالعه تاثیر میرایی——— 85
4-3 تاثیر افزایش dy با ثابت بودن Q و نسبت  —- 97
4-4 تاثیر افزایش dy با ثابت بودن Q و  ——— 99
4-5 تاثیر افزایش Q با dy و  ثابت————– 102
4-6 تاثیر افزایش Q با dy ثابت و  ثابت ———- 105
4-7 تاثیر تغییر نسبت  با  و  ثابت و  متغییربلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 107
فصل پنجم « نتیجه گیری »
5-1 بحث-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 111
5-2 نتیجه گیری————— 111
منابع-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 114
 
فهرست جداول
عنوان                                                                                                 صفحه
 
جدول (1-1) : پاسخ‌های سازه بدون جداگر و شش سازه با جداگر لرزه‌ای تحت اثر شتابنگار زلزله 1940 ،NS ال سنترو-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 21
جدول (1- 2 ) خصوصیات و ویژگی‌های ( معایب و امتیازات ) انواع جداسازی‌های لرزه‌ای با تغییر در خصوصیات آنها اظهار شده می باشد.-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 25
 
 
 
 
فهرست شکل‌ها
عنوان                                                                                                 صفحه
 
شکل (1-1 ) آرامگاه کورش در پاسارگاد ( قدیمی ترین سازه جداسازی شده جهان )——– 4
شکل (1-2): سازه جداسازی شده با دو درجه آزادی را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 7
شکل (1-3): کاهش برش پایه با افزایش دوره تناوب را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 8
شکل (1-4): تغییر جابه­جایی با افزایش دوره تناوب را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 9
شکل (1-5): افزایش جا به جایی وکاهش نیروی برشی با افزایش دوره تناوب را نشان می‌دهد.- 9
شکل (1-6) : کاهش جا به جایی با افزایش میرایی را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 10
شکل (1-7) : کاهش شتاب و تغییر مکان نسبی طبقات را نسبت به سازه‌های گیردار نشان می‌دهد.   11
شکل (1-8) : مقایسه‌ای بین خرابی اجزای غیر سازه‌ای در دو حالت سازه گیردار و سازه جداسازی شده       11
شکل (1-9) : تغییرات جا به جایی در ارتفاع را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———– 14
شکل (1-10) : حلقه هیسترسیس مدل شده به صورت دو خطی را نشان می‌دهد.———- 14
شکل (1-11) : انتقال نمودار به سمت تناوب‌های بالاتر را با نرم شدن خاک نشان می‌دهد.—- 15
شکل (1-12): عملکرد منفی جداسازی لرزه‌ای را با نرم شدن خاک نشان می‌دهد.———– 15
شکل (1-13) : قاب آزمایشگاهی فولادی بر روی میز لرزانبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 17
شکل (1-14) : مشخصات پاسخ سیستم‌های مختلف جداسازی را نشان می‌دهد.———— 20
شکل (2 -1 ) : نشیمن لاستیکی طبیعی با میرایی پایینبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 31
شکل (2-2 ) : جداساز با هسته سربی————— 33
شکل ( 2- 3 ) : حلقه‌های هیسترسیس انواع جداگرهای الاستومری را نشان می‌دهد.——– 35
شکل (2-4) : سیستم جداساز پایه کالانتارینتز که در آن از یک لایه تالک به عنوان محیط — 36
شکل (2 – 5 ) : سیستم جداساز پایه اصطکاکی پس جهندهبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———– 39
شکل (2-6) : شمایی از یک سیستم آونگ اصطکاکی را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 40
شکل (2- 7 ) : سیستم GERB : مجتمع‌های مسکونی لوبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 41
شکل ( 2- 8 ) : سیستم فونداسیون با حرکت جانبی میرا ( از راندولف لانگن باخ )———- 43
شکل (2-9) : مدرسه پستالوژی واقع در اسکوپیه، مقدونیه بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 44
شکل (2-10) : فیوزهای لرزه‌ای به کار رفته در مدرسه پستالوژیبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 44
شکل (2-11) : مرکز کامپیوتری پست غرب ژاپن واقع در ساندا بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 47
شکل (2-12) : یونیون هاوس، اوکلند ، نیوزیلند——- 49
شکل (2-13) : مرکز قضایی و حقوقی فوت هیل واقع در رنچو کیوکامونگا، کالیفرنیا——— 50
شکل (2-14) : مرکز آتش نشانی و کنترل حریق، لس آنجلس، کالیفرنیا بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 52
شکل (2-15) : شهرداری اوکلند، کالیفرنیا———— 54
شکل (2-16) : مرکز SIP ، آنکونا ، ایتالیا———— 55
شکل (3 -1) : ضرایب نواحی لرزه خیزی———— 60
شکل (3 – 2 ) : طبقه بندی انواع خاک در UBC-97 بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 60
شکل (3 – 3 ) : ضریب نزدیکی به چشمه (  ) به صورت تابعی از نوع چشمه و فاصله—– 61
شکل (3 – 4 ) : ضریب نزدیکی به چشمه (  ) به صورت تابعی از نوع چشمه و فاصله — 62
شکل ( 3 – 5 ) : ضریب پاسخ MCE ————- 62
شکل ( 3- 6 ) : ضریب لرزه ای  با بهره گیری از نوع نیمرخ خاک بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 63
شکل (3-7 ) : ضریب لرزه‌ای  —————- 63
شکل (3 – 8 ) : ضریب لرزه‌ای ————— 63
شکل (3 – 9 ) : ضریب لرزه‌ای  ————– 64
شکل ( 3- 10 ) : ضریب میرایی (B) به دست آمده از UBC بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 65
شکل (3-11): طریقه نمای طراحی سازه جداسازی شده– 73
شکل (4-1 ) : نمای پلان و نمای روبه روی سازه را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 75
شکل (4-2) : شتاب و سرعت و جابه جایی زلزله طبس را نسبت به زمان نشان می‌دهد.—— 77
شکل (4-3) : طیف پاسخ الاستیک زلزله طبس برای میرایی 5 درصد را نشان می‌دهد. —— 78
شکل(4-4) : شتاب ،سرعت و جابجایی زلزله نورث ریج(موقعیت سیلمار )را نسبت به زمان نشان می‌دهد.      79
شکل(4-5 ): شتاب و سرعت و جا­به­جایی زلزله ایمپریال اما را نشان می‌دهد.————- 81
شکل(4-6) : مقایسه طیف پاسخ زلزله طبس را با 4/1 برابر طیف پاسخ 2800 را نشان می‌دهد.
-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 82
شکل(4-7): مقایسه طیف زلزله طبس را با 4/1 برابرطیف پاسخ 2800 نشان می‌دهد.——– 83
شکل(4-8): مقایسه طیف زلزله Imperial valley را با 4/1 برابر طیف پاسخ 2800 نشان می‌دهد. 83
شکل(4-9): تاثیر افزایش میرایی بر روی جا­به­جایی پایه ساختمان را نشان می‌دهد.———- 86
شکل (4-10): تاثیر افزایش میرایی را بر جا­به­جایی بام را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 86
شکل(4-11) : تاثیر افزایش میرایی بر برش پایه را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 87
شکل(4-12): تاثیر افزایش میرایی بر دریفت طبقه اول را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 87
شکل (4-13) : تاثیر میرایی بر دریفت طبقه چهارم را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 88
شکل (4-14) : تاثیر میرایی بر شتاب بام را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 88
شکل(4-15): حلقه هیسترسیس زلزله طبس برای میرایی 5 و20 درصد را نشان می‌دهد.—- 89
شکل (4-16): حلقه هیسترسیس زلزله نورث ریج برای میرایی 5 و 20 درصد را نشان می‌دهد.
-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 90
شکل(4-17): حلقه هیسترسیس جداساز را برای زلزله ایمپریال اما برای میرایی 5 و20 درصد نشان می‌هد.  91
شکل(4-18) : طیف پاسخ کف برای میرایی 5 و 20 درصد زلزله ایمپریال اما را نشان می‌دهد.
-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 92
شکل(4-19): طیف پاسخ کف برای میرایی 5 و 20 درصد را برای زلزله نورث ریج نشان می‌دهد.
-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————- 93
شکل(4-20): طیف پاسخ کف را برای میرایی 5 و 20 درصد زلزله طبس را نشان می‌دهد.—- 94
شکل(4-21 ): مقایسه شتاب ،دریفت وجا­به­جایی بام را بین دو حالت گیردار و جداسازی شده نشان می‌دهد. 95
شکل(4-22) : با افزایش میرایی، dy افزایش می‌یابد.— 96
شکل(4-23) : با افزایش میرایی Q افزایش می‌یابد.—- 96
شکل(4-24) : تاثیر برش پایه را با افزایش dy نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———– 97
شکل(4-25): تاثیر افزایش dy را بر جا­به­جایی پایه نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 97
شکل(4-26) : تاثیر افزایش dy را بر روی شتاب بام نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 98
شکل(4-27) : تغییرات میرایی را با افزایش dy نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———- 98
شکل(4-28) : تغییرات سختی موثر را با افزایش dy نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 99
شکل(4-29): تاثیر برش پایه با افزایش dy را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 99
شکل(4-30): تغییرات جا­به­جایی پایه با افزایش dy را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 100
شکل(4-31): تغییرات ماکزیمم شتاب بام با افزایش dy را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد- 100
شکل(4-32): تغییرات میرایی با افزایش dy را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———- 101
شکل(4-33): تغییرات  را با افزایش dy نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 101
شکل(4-34): تغییرات میرایی را با افزایش Q نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 102
شکل(4-35): تغییرات  را با افزایش Q نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 102
شکل (4-36): تغییرات برش پایه با افزایش Q را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 103
شکل (4-37): تغییرات جابه­جایی پایه را با افزایش Q نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 103
شکل (4-38): تغییرات جابه­جایی بام با افزایش Q را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 104
شکل (4-39 ) : تغییرات شتاب بام با افزایش Q را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 104
شکل(4-40) : تاثیر برش پایه با افزایش Q را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 105
شکل(4-41): تاثیر جابه­جایی پایه با افزایش Q را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 105
شکل (4-42) : تاثیر جابه­جایی بام با افزایش Q را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 106
شکل(4-43): تاثیر افزایش Q بر شتاب بام را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 106
شکل(4-44): تاثیر افزایش  را بر روی  نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———– 107
شکل(4-45) : تاثیر افزایش  را بر روی میرایی موثر نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 107
شکل(4-46): تاثیر افزایش  را بر روی جابه­جایی پایه را نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 108
شکل (4-47) : تاثیر افزایش  بر روی جابه­جایی بام را نشان می‌دهد. بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 108
شکل (4-48): تاثیر افزایش  را بر روی برش پایه نشان می‌دهد.بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 109
شکل (4-49) : تاثیر افزایش  را بر روی شتاب بام نشان می‌دهدبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 109
 
فصل اول
« مفاهیم و مبانی نظری جداسازی لرزه ای »
 
1-1 مقدمه
اگر به طیف شتاب اغلب زلزله‌ها دقت کنیم خواهیم دید که شتاب پاسخ سازه­هایی که دوره تناوب بالاتری دارند کمتر خواهد بود ، پس اگر ما می‌توانستیم سازه‌های موجود را به نحوی نرم کنیم، می‌توانستیم نیروی برشی ناشی از زلزله را کاهش دهیم.
از طرف دیگر آسیب ساختمانها و به خصوص اجزای غیر سازه­ای از دو عامل زیر ناشی می گردد.
1 – تغییر مکان نسبی بین طبقه‌ای
2 – شتاب کف طبقات
اگر بخواهیم تغییر مکان نسبی طبقات را کاهش دهیم بایستی سختی سیستم را افزایش دهیم که این امر موجب افزایش شتاب کف طبقات شده و منجر به خسارت دیدن تجهیزات حساس داخلی می گردد.
همچنین شتاب طبقات را می‌توان با نرم کردن سازه کاهش داد که این امر منجر به افزایش تغییر مکانهای نسبی در تراز طبقات می گردد. پس بایستی راهکاری اندیشید که هم شتاب و هم تغییر مکان جانبی ، هر دو با هم کاهش پیدا کنند.
موردها گفته شده در بالا با روشی که از اوایل قرن حاضر مطرح بوده و در دهه‌های اخیر به علت در دسترس قرار گرفتن امکانات مختلف چه از نظر تکنولوژی ساخت و چه از نظر دانش مهندسی در خصوص تحلیل، طراحی و اجرا برای مقاوم ساختن سازه‌ها در برابر زلزله به عرصه اقدام وارد شده می باشد، قابل اجرا خواهند بود. این روش جداسازی لرزه‌ای یا جداسازی نامیده می گردد.
البته بهره گیری از این روش در ایران در قرن ششم قبل از میلاد مسیح در ساخت آرامگاه کورش در پاسارگارد نظاره شده می باشد. این سازه به عنوان قدیمی ترین سازه جداسازی شده جهان شناخته شده می باشد.
این سازه از یک پی از جنس سنگ عمیق و پهن و ملات صاف شده‌ای تشکیل شده می باشد که بر روی پی دیگر از جنس سنگ صاف شده و پهن قرار گرفته می باشد این دو پی به گونه به هم متصل شده اند که صفحه بین شان به جلو و عقب می‌لغزد،آنچنان که در یکی از زلزله‌های رخ داده این سازه سالم مانده می باشد. همچنین در ساخت منارجنبان اصفهان از این روش به نحوی بهره گیری شده می باشد.
شکل (1-1 ) آرامگاه کورش در پاسارگاد ( قدیمی ترین سازه جداسازی شده جهان )
 
می توان پیشرفت جداسازی لرزه‌ای در دهه‌های اخیر را به پنج عامل زیر نسبت داد:
1 – گسترش طراحی و ساخت انواع نشیمنها
2 – گسترش طراحی و ساخت میراگرهای لرزه­ای برای کاهش حرکت نشیمنها و مقاومت پیش روی باد و بارهای بهره برداری
3 – افزایش اعتماد به نرم افزارهای کامپیوتری در پیش بینی رفتار جداگرهای لرزه­ای
4 – گسترش بهره گیری از میز لرزان به جهت شبیه سازی لرزه­ای
5 – افزایش توانایی مهندسان زلزله شناسی در محاسبه مقدار حرکت زمین در مکانهای مورد نظر
هدف اصلی در این روش جلوگیری از انتقال مستقیم نیروی زلزله از پی به سازه می باشد.
به بیانی دیگر جداسازی لرزه‌ای یک روش جدید برای طراحی ساختمانها در برابر زلزله می باشد که مبنای آن کاهش نیاز لرزه­ای به جای افزایش ظرفیت لرزه­ای سازه می باشد. در واقع اساس این روش کاهش پاسخ‌ها به وسیله افزایش زمان تناوب و میرایی در سازه می باشد.
بهره گیری صحیح از این فن آوری سبب بهبود رفتار سازه‌ها شده و رفتار سازه در حین زمین لرزه‌های بزرگ اکثرا در محدوده ارتجاعی باقی می‌ماند. در این روش تنها برای ایجاد صلبیت جانبی سازه در برابر بارهای جانبی مانند بار باد و بارهای بهره برداری یکسری عناصر باربرجانبی در حداقل نیاز توصیه می گردد.
از مزایای جداسازی لرزه­ای می‌توان موردها زیر را نام برد :
تغییر مکان‌های نسبی طبقات کاهش پیدا می‌یابد.
کاهش قابل ملاحظه‌ای در شتاب طبقات به وجود می‌آید.
خسارات سازه‌ای و نیز خسارات غیر سازه‌ای به گونه محسوسی کاهش می‌یابد.
از معضلات معماری در طراحی ساختمان‌ها کاسته می گردد.
هزینه اجرایی سازه‌ها به دلیل بهره گیری از مقاطع با ظرفیت کمتر کاهش می‌یابد.
نتایج فوق به علت تغییر بعضی از خواص دینامیکی سازه، یعنی افزایش پریود و میرایی آن به دست می‌آید زیرا که با افزایش پریود سازه شتاب سازه در اثر حرکات زمین کاهش می‌یابد. البته این پدیده در بعضی از حالات نظیر زلزله‌های با پریود بلند و یا سازه‌های واقع بر روی خاک‌های نرم، عملکرد سیستم‌های جداگر لرزه‌ای را نامطلوب می‌سازد.
به هر حال این روش در طراحی بعضی از سازه‌های متداول در مقایسه با دیگر روشهای دیگر طراحی و تقویت سازه در برابر زلزله دارای ویژگیهای خاصی بوده و به عنوان یک روش موثر قابل طرح می باشد.
 
1-2 مفهوم جداسازی لرزه­ای
شکل (1-2) یک سازه دارای دو درجه آزادی را نشان می‌دهد که در آن  جرم جداگر و  جرم روسازه و  و  سختی و میرایی سازه و  و  سختی و میرایی جداگر می‌باشد. با در نظر داشتن اینکه سختی افقی جداگر به مراتب کمتر از سختی افقی سازه می باشد پس مقدار ε (  ) بسیار کوچک می باشد. ( ε<  <  )
دکتر نعیم در کتاب طراحی ساختمانها با جداسازی لرزه­ای از تئوری تا اقدام اثبات می کند که مقدار ضریب برش پایه در این حالت برابر خواهد بود با :

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : پیش بینی شعاع تاثیر شمع های ماسه ای متراکم درخاک های روانگرا

که به ازای مقادیر کوچک ε و برای یک طیف طراحی متداول می‌توان ساختمان را برای ضریب برش پایه  طراحی نمود که با در نظر داشتن اینکه  به مراتب کمتر از  می باشد در نتیجه  بزرگتر از  می باشد. و از طرف دیگر با در نظر داشتن اینکه  بزرگتر از  می‌باشد در نتیجه در طیف پاسخ شتاب مقدار ضریب برش پایه کمتر خواهد گردید.
 
شکل (1-2): سازه جداسازی شده با دو درجه آزادی را نشان می‌دهد.
 
شتاب اکثر زلزله‌ها معمولا دارای زمان تناوب غالبی حدود 1/0 تا 1 ثانیه می‌باشند و حداکثر شدت آن در حدود 2/0 تا 6/0 ثانیه می‌باشد. پس زیرا امکان تشدید پاسخ سازه هایی که زمان تناوب طبیعی آنها در محدوده 1/0 تا 1 ثانیه می باشد، پیش روی زلزله هست این سازه‌ها در محدوده‌های تناوبی فوق آسیب پذیرند. مهمترین امتیاز جداگرهای ارتعاشی در این می باشد که با انعطاف پذیری زمان تناوب طبیعی سازه را افزایش می‌دهند. این پدیده یعنی افزایش زمان تناوب سازه موجب می گردد که از اقدام تشدید یا از نزدیک شدن به حالت تشدید اجتناب گردد و در نهایت پاسخ سازه کاهش یابد. اثر تغییر زمان تناوب سازه به گونه نمایشی در شکل ( 1 – 3 ) نشان داده شده می باشد.
شکل (1-3): کاهش برش پایه با افزایش دوره تناوب را نشان می‌دهد.
 
در واقع نیروهای افقی به دست آمده از روش‌های متداول طراحی لرزه‌ای سازه‌ها پیش روی زلزله، در سازه هایی که دارای انعطاف پذیری و میرایی کمی هستند بیشتر می باشد. نیروهای لرزه‌ای وارد بر این سازه‌ها را می‌توان با قرار دادن این سازه‌ها بر روی وسایل و ابزاری که انعطاف پذیری افقی و میرایی لرزه‌ای زیاد فراهم می‌کنند، به مقدار زیادی کاهش داد. این موضوع اساس مفهوم اصلی جداگرهای لرزه‌ای می باشد.
با افزایش دوره تناوب سازه جا به جایی سازه نیز افزایش می‌یابد ( شکل 1 – 4 و 1 – 5 ). البته می‌توان با افزایش میرایی این جابه جایی را کنترل نمود ( شکل 1- 6 ). که این امر سبب افزایش تغییر مکان نسبی طبقات و شتاب طبقات می گردد و به گفته دکتر نعیم : کوشش برای بهبود عملکرد سیستم با افزودن میرایی اضافی، فعالیت باطلی می باشد که ناچار محکوم به شکست می‌باشد.
شکل (1-4): تغییر جابه­جایی با افزایش دوره تناوب را نشان می‌دهد.
شکل (1-5): افزایش جا به جایی وکاهش نیروی برشی با افزایش دوره تناوب را نشان می‌دهد.
 
شکل (1-6) : کاهش جا به جایی با افزایش میرایی را نشان می‌دهد.
 
ایمنی بهتر سازه‌های جدا سازی شده مخصوصا در مورد اجزای غیر سازه‌ای به دلیل کاهش شتاب طبقات و تغییر مکان نسبی طبقات به نسبت سازه‌های گیردار می‌باشد. منحنی تغییر مکان‌های قائم و شتاب‌های افقی تقریبا به صورت مستطیل بوده و تمام جرم‌ها حرکت یکسانی دارند( مود اول ارتعاشی، مهم ترین مود ). پس سازه جداسازی شده را می‌توات تقریبا به صورت یک جرم صلب در نظر گرفت. شکل (1-7) و (1-8)
شکل (1-7) : کاهش شتاب و تغییر مکان نسبی طبقات را نسبت به سازه‌های گیردار نشان می‌دهد.
شکل (1-8) : مقایسه‌ای بین خرابی اجزای غیر سازه‌ای در دو حالت سازه گیردار و سازه جداسازی شده
 
تغییر مکانهای سازه‌های بدون جداگر ارتعاشی در ارتفاع ساختمان افزایش می‌یابد، اما در سازه‌های جداسازی شده بیشتر تغییر مکان مربوط به تغییر مکان خود سیستم جداگر بوده و تغییر مکان سازه در بالای سطح جداگر بسیار کم می باشد و منحنی تغییر مکان در مود اول تقریبا به صورت مستطیل شکل می‌باشد.
یکی از امتیازات خوبی که تغییر مکانهای بزرگ جداگر دارد اینست که محل جداگرها، مکان خوب و مفیدی برای طراحی میراگرهایی با میرایی زیاد جهت کنترل مود اول ارتعاشی می‌باشد، زیرا بسیاری از میراگرها به تغییر مکانهای بزرگی نیاز دارند تا مفید و کارا واقع شوند.
البته این بدین معنی نیست که همواره حداکثر جا به جایی سازه‌های جدا سازی شده بیشتر از سازه‌های گیردار می باشد، بلکه در مورد سازه‌های جدا سازی شده به وسیله جداگرهای اصطکاکی ( FPS) در اکثر موردها جا به جایی حداکثر آنها از جا به جایی حداکثر سازه گیردار در بام بیشتر نمی باشد که نشانگر آن می باشد که این جداسازها حتی در کاهش جا به جایی بیشینه سازه نیز موثر می‌باشند گر چه همانند جداگرهای لاستیکی – سربی برش پایه سازه را کاهش نمی دهند. حتی در جداگرهای لاستیکی – سربی در سازه‌های با ارتفاع زیاد این جابه جایی یا کمتر از جا به جایی حداکثر بام سازه گیردار می باشد و یا اختلاف چندانی با جا به جایی بیشینه بام در سازه گیردار ندارد. شکل ( 1 – 9 ) این مطلب را به خوبی نشان می‌دهد.
شکل (1-9) : تغییرات جا به جایی در ارتفاع را نشان می‌دهد.
تعداد صفحه :135
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

دسته‌ها: عمران