سیستم جداسازی فونداسیون (جداسازی لرزه‌ایی)

سیستم جداسازی فونداسیون

سیستم جداسازی فونداسیون

جداسازی فونداسیون روشی است که در آن سازه )سازه فوقانی( از شالوده )فونداسیون – سازه تحتانی( ببه وسیله قرار گیری یک سیستم معلق بین شالوده و سازه اصلی جدا می شود.

در چارچوب طراحی لرزه ای سازه ها، جداسازی فونداسیون می تواند جایگزین جداسازی لرزه ای شد . به طور مثال، سازه ای که در بالایی سطح زمین قرار دارد و هنگام زمین لرزه به شدت تحت تاثیر ان قرار می گیرد به وسیله سیستمی که سبب می شود به مدت صورت معلق باشد، از اثرات نیروی زمین لرزه دور می ماند. درک مفهوم جداسازی فونداسیون بسیار ساده است. این مفهوم را می توان این گونه توضیح داد: پرواز کردن یک پرنده در هنگام زمین لرزه در حالی که تحت تاثیر ان نیز قرار ندارد. به عبارت ساده، اگر سازه روی فونداسیون به صورت شناور باشد، حرکات زمین اثراتی روی آن به همراه نخواهد داشت.

هدف از جداسازی فونداسیون

باد و زلزله عمده ترین بارهایی هستند که سبب می شوند نیاز به طراحی های جانبی در یک سازه برجسته شود. به عالوه این که، بار زمین لرزه قابل کنترل نیست و طراحی سازه برای میزان لرزش نا مشخص و غیر قابل اندازه گیری امکان پذیر نیست. تنها راهی که باقی می ماند این است که نیاز لرزه ای را درک کنید و مطمئن شوید که ظرفیت سازه بیش از آن است. نیروهای اینرسی که ناشی از زمین لرزه هستند، متناسب با جرم سازه و شتاب زمین هستند. افزایش انعطاف پذیری یک ساختمان یا افزایش مقاومت الاستیک سازه، مرسوم ترین روش برای تامین نیاز لرزه ای است. مهندسان باید ظرفیت سازه را به گونه ای طراحی کنند که فراتر از این نیاز باشد.

جداسازی فونداسیون رویکرد متفاوتی دارد به طوری که به جاب افزایش ظرفیت لرزه ای سازه، نیاز لرزه ای را کاهش می دهد. کنترل حرکات زمین غیر ممکن است اما می توانیم نیاز سازه را به وسیله جلوگیری از انتقال حرکات زمین به سازه از طریق فونداسیون و یا کاهش آن تغییر دهیم.

قاعده کلی جداسازی فونداسیون

اصل اساسی جداسازی فونداسیون، واکنش سازه یا ساختمان اصالح شده است به طوری که حرکات زمین زیر فونداسیون یا اصال به سازه فوقانی منتقل نمی شود و یا میزان انتقال آن حداقل است.جداسازی کامل تنها در صورتی امکان پذیر است که سازه ایده آل باشد. در واقعیت، وجود تکیه گاه های عمودی برای انتقال بارهای عمودی به فونداسیون ضروری است. جا به جایی نسبی زمین و سازه در سازه هایی که کاملا صلب هستند صفر است چرا که شتاب سازه عیناً همانند شتاب حرکات زمین است. در حالی که در یک سازه انعطاف پذیر ایده آل، هیچ شتابی وجود ندارد بنابراین جا به جایی نسبی سازه برابر با جا به جایی زمین خواهد بود. هیچ سازه ای کامال صلب یا انعطاف پذیر نیست، بنابراین واکنش سازه بین دو حالتی است که در بالا توضیح داده شد . حداکثر شتاب و جا به جایی تابعی از زمین لرزه در دوره های صفر تا بی نهایت است. هنگام وقوع زمین لرزه، دوره های متعددی وجود خواهد داشت که در آن شتاب ساختمان به گونه ای تقویت می شود که فراتر از بیشترین شتاب زمین باشد، با وجود آن، جا به جایی نسبی ممکن است بیش از اوج جا به جایی زمین نباشد. جداسازی فونداسیون یک روش ایده ال برای انجام این کار است که در آن جا به جایی ساختمان به واسطه کاهش انتقال حرکات کنترل می شود. جا به جایی در سازه هایی اتفاق می افتد که فونداسیون آن ها ثابت و بدون حرکت است. واکنش سازه هایی که در آن ها جداسازی فونداسیون انجام شده است به همراه واکنش سازه های غیر مجهز به این سیستم در شکل زیر نشان داده شده است. جا به جایی و شتاب به واسطه استفاده از سیستم جداساز فونداسیون قابل کنترل هستند.

الزامات اساسی سیستم جداسازی فونداسیون

۱ -انعطاف پذیری ۲ -میرایی ۳ -مقاومت در برابر بارهای عمودی و دیگر بارهای موثر چه نوع مکانیسمی می تواند در مقابل نیروی کشش زمین مقاومت کند

چهار نوع اصلی جداساز ها

یاتاقان های لاستیکی ارتجاعی

یاطاقان ها از الیه های افقی الستیک های ترکیبی یا معمولی تشکیل شده اند. این الیه های نازک بین صفحات فوالدی قرار می گیرند. این یاتاقان هامی توانند بارهای عمودی زیادی را تحمل کنند در حالی که تغییر شکل ان ها بسیار کم است. این یاطاقان ها تحت بارهای جانبی نیز انعطاف پذیر هستند. صفحات فولادی از برآمده شدن یا جمع شده الستیک ها به سمت بالا جلوگیری می کنند. هسته سربی به این منظور قرار داده شده است تا ظرفیت میرایی را هنگامی که یاتاقان های الستیکی ساده میرایی قابل توجهی را نمی توانند تامین کنند، افزایش دهد. این نوع از جداساز ها معموالً در جهت افقی ضعیف و در جهت عمودی محکم هستند

بلیرینگ ها و یاتاقان های غلطکی

در روش جداسازی به وسیله ماشین آالت از بلبرینگ ها و یاتاقان های غلطکی استفاده می شود. این روش شامل غلطک های استوانه ای و گوی های است. این روش در مقاومت در برابر حرکات و میرایی وابسته به مصالح استفاده شده کارایی مناسبی دارد.

فنری

از فنرهای فوالدی در بیشتر مواقع در جداسازی های مکانیکی و تحت عنوان یاطاقان های غلطکی استفاده می شود. این نوع در سازه ها کاربرد ندارد چرا که آن ها در هر دو جهت عمودی و افقی انعطاف پذیر هستند. این فنرها تغییر شکل را افزایش می دهند.

یاتاقان های لغزشی 

سیستم لغزشی با ضریب اصطکاک تعریف شده می تواند به وسیله محدود کردن شتاب و نیروی قابل انتقال، نقش جداساز را ایفا کند. لغزنده ها در شرایط خاصی مقاوم و انعطاف پذیر هستند. این لغزنده ها می توانند در مقابل جا به جایی های ناشی از حرکات لغزشی مقاومت کنند.

انواع دستگاهه ای جدا کننده

شش نوع اصلی از دستگاه های جدا کننده وجود دارد که یه طور گسترده ای برای جداسازی لرزه ای فونداسیون استفاده می شوند

۱ -یاتاقان های الاستومریک

۲ –بلبرینگ هایی با میرایی بالا

۳ -بلبرینگ های رزینی – سربی

۴ -بلبرینگ های لغزشی مسطح

۵ -بلبرینگ های لغزشی منحنی یا پاندولی

۶ -بلبرینگ های غلطکی انعطاف پذیری و میرایی دو جزء اصلی یک سیستم جداساز فونداسیون هستند. انعطاف پذیری یک جداساز اثرات عمده ای در تغییر واکنش ها دارد.

انواع سیستم های تعدیل کننده در جداسازی فونداسیون

۱ -تعدیل کننده های )دامپر( فوالدی

۲ -تعدیل کننده های روغنی

۳ -تعدیل کننده های سربی

۴ -تعدیل کننده های اصطکاکی با صفحه فلزی

مزایای استفاده از جداسازهای فونداسیون

۱ -کاهش تقاضای لرزه ای سازه، در نتیجه کاهش هزینه سازه

۲ -جا به جایی کمتر در طول وقوع زمین لرزه

۳ -بهبود ایمنی سازه

۴ -کاهش صدمات ناشی از زلزله، کمک به حفظ عملکرد سازه پس از زلزله

۵ -افزایش عملکرد سازه تحت بارهای لرزه ای

۶ -حفاظت از دارایی

کاربرد جداسازهای فونداسیون

۱ -جداسازی فونداسیون در پل ها ۲ -جداسازی فونداسیون در سازه های مهم ۳ -افزایش واکنش سازه های تاریخی ۴ -جداسازی در ماشین آلات

• مجموعه جوش فورجینگ با دارا بودن آزمایشگاه های مجهز خاک،جوش وبتن آماده همکاری با سازنده محترم می باشد