ایزولاتورها نوعی تکیهگاه سازهای اصلاحشده هستند که امکان جداسازی مؤثر سازه از فونداسیون را فراهم میکنند. این امر باعث افزایش دوره ارتعاش سازه تا حد لازم (معمولاً بین ۲ تا ۵ ثانیه) میشود. همزمان، افزایش میرایی از طریق اتلاف انرژی در عناصر سازهای منجر به کاهش شتاب و در نهایت کاهش نیروهای وارده بر سازه میشود. کاهش شتاب در محدودهای بین ۲ تا ۵ برابر به این معناست که میتوان از وارد آمدن آسیبهای شدید سازهای ناشی از زلزله جلوگیری کرد.
- انتقال بارهای عمودی
- جابجایی افقی و قابلیت چرخش
- بازگشت به موقعیت اولیه پس از لرزش
- اتلاف مؤثر انرژی با افزایش میراشدگی
آویزهای لغزشی: ®SIP®-A, SIP®-D, SIP
ایزولاتور لغزشی: SI
تکیه گاه لاستیکی: MLRB, MLDRB/MHDRB
| ایزولاتور | ایزولاتور لغزشی و آویز های لغزشی | تکیه گاه لاستیکی |
|---|---|---|
| ظرفیت جابجایی | ≥ ± 1.5 m | < ± 500 mm |
| ظرفیت چرخش | ≥ ± 0.3 rad | < ± 0.015 rad |
| دما | -50 to +80°C | -30 to +50°C |
| اندازه | کوچک و متوسط | بزرگ |
| طول عمر سرویس دهی | سال > 50 | سال 30 |
| دوره تناوب ایزولاتور | 2 - 6 sec | < 3 sec |
| تغییرات بعد از زلزله | 4 - 6 MCE events possible, no wear | 2 - 3 MCE events possible |
| نگهداری | شبه بدون نیاز به تعمیر و نگهداری | بدون نیاز به تعمیر و نگهداری |
ایزولاتورهای لغزشی
ایزولاتورهای لغزشی نوعی تکیهگاه تخت سازهای هستند که دارای ویژگیهای خاصی برای اتلاف انرژی در حرکات لغزشی افقی میباشند. استفاده از مواد ®MSM در دو حالت روغنکاری شده و بدون روغنکاری باعث تنظیم میزان اصطکاک جهت اتلاف انرژی و میراشدگی مورد نیاز میشود. به طور معمول، این ایزولاتورها با تکیهگاههای الاستومری (MLRB یا مدلهای مشابه) ترکیب میشوند تا قابلیت بازگشت به موقعیت اولیه فراهم شود. ایزولاتورهای لغزشی SI دارای یک صفحه تخت لغزشی هستند که امکان جابجایی افقی را فراهم میکند، اما قابلیت بازگشت به موقعیت اولیه ندارد. قابلیت چرخش این مدل بسیار عالی است. به طور ایدهآل، طراحی این ایزولاتورها برای یک شدت خاص از زمینلرزه انجام میشود.
آویز لرزهای لغزشی – ®SIP حرکت افقی در آویزهای لرزهای لغزشی در صفحهای مقعر با شعاع انحنای تعریفشده انجام میشود. این تکیهگاه هنگام جابجایی افقی با افزایش ارتفاع عمودی، انرژی پتانسیل را ذخیره میکند. به این معنا که این تکیهگاه میتواند به موقعیت اولیه بازگردد، چه در اثر جابجاییهای خدماتی یا حین و پس از زمینلرزه. علاوه بر این، شعاع انحنا کنترلکنندهی دورهی پاندولی است، که برای ایجاد واکنش در مناطق با شتاب کم ضروری میباشد. اصطکاک بین ترکیب ®MSM و صفحهی فولادی ضدزنگ، میراشدگی مورد نیاز برای کنترل یا محدودسازی حرکت لرزهای افقی را فراهم میکند. SIP®-V، که توسط MAURER توسعه یافته است، برای ترکیب حفاظت لرزهای و ایزولاسیون ارتعاشی طراحی شده است.
آویز لرزهای لغزشی تطبیقی SIP®-A
این نوع آویز لرزهای لغزشی باعث ایزولاسیون بهینهی سازه میشود، صرفنظر از شدت زمینلرزه. حالت عملکرد دو مرحلهای آن باعث کاهش مقاومت برشی در هنگام جابجایی حرارتی و شدت لرزهای کم میشود، که برای طراحی فونداسیون و زیرساختها بسیار مناسب است. در زمینلرزههای شدیدتر، میزان میراشدگی افزایش یافته و سختی سازه نیز ممکن است بیشتر شود، که به طور قابل توجهی حرکت لرزهای سازه را کاهش میدهد. علاوه بر این، قابلیت چرخش بالا نیز تضمین شده است.
یاتاقانهای پاندولی لغزشی دوگانه SIP®-D
این یاتاقانها دارای یک صفحه داخلی متحرک هستند که بین دو صفحه مقعر یاتاقان یکسان حرکت میکند. این طراحی باعث دو برابر شدن ظرفیت حرکت در مقایسه با ®SIP تکگانه با همان قطر میشود. به همین دلیل، اندازه سطح تماس یاتاقان میتواند به طور قابل توجهی کاهش یابد، در حالی که ظرفیت حرکت حفظ میشود. قابلیت چرخش در این مدل محدود است و معمولاً طراحی آن برای یک شدت خاص از زمینلرزه انجام میشود.
آویز لرزهای لغزشی SIP®
این نوع آویز لرزهای دارای یک صفحهی مقعر لغزشی است که تنها روی همین صفحه حرکت میکند، که منجر به افزایش سطح طرح یاتاقان میشود. یکی از مزایای این طراحی این است که عدم تقارن در انتقال بار فقط در یک سمت رخ میدهد—به سمت فوقانی یا تحتانی سازه. قابلیت چرخش این مدل بسیار عالی است و معمولاً طراحی آن برای یک شدت خاص از زمینلرزه انجام میشود.
| پاندول جداسازی لغزشی با بازمرکز کردن | SIP®-A | SIP®-D | SIP® |
|---|---|---|---|
| رفتار در صورت وقوع زلزلههای جزئی و مکرر | ++++ | ++ | ++ |
| رفتار در طول DBE (زلزلههای مبنای طراحی) | ++++ | +++ | +++ |
| رفتار در طول MCE (زلزلههای در نظر گرفته شده حداکثر) | ++++ | ++ | ++ |
| اندازه | +++ | +++ | ++ |
| چرخش | ++++ | + | ++++ |
| مقاومت برشی | ++++ | ++ | ++ |
| جابجایی نسبی | +++ | ++ | ++ |
| بازمرکز کردن | ++++ | ++++ | ++++ |
| خیلی خوب ++++ خوب +++ کم ++ خیلی کم + | |||
| پاندول جداسازی لغزشی بدون بازمرکز کردن | SI | ||
| رفتار در صورت وقوع زلزلههای جزئی و مکرر | ++ | ||
| رفتار در طول DBE (زلزلههای مبنای طراحی) | ++ | ||
| رفتار در طول MCE (زلزلههای در نظر گرفته شده حداکثر) | + | ||
| اندازه | ++ | ||
| چرخش | ++++ | ||
| مقاومت برشی | +++ | ||
| جابجایی نسبی | + | ||
| بازمرکز کردن | + | ||
| خیلی خوب ++++ خوب +++ کم ++ خیلی کم + | |||
تکیهگاه های لاستیکی
تکیهگاه های لاستیکی تقویتشده در هنگام زمینلرزه تحت تغییر شکل برشی قرار میگیرند. این ایزولاتورها بارهای عمودی سازه را به فونداسیون منتقل کرده و همزمان امکان چرخش و بازمرکز کردن الاستیک سازه را فراهم میکنند.
تکیهگاه های لاستیکی با هسته سربی Lead Rubber Bearing (MLRB)
تغییر شکل الاستیک افقی در لایههای الاستومری و اتلاف انرژی در هسته سربی که به طور مشابه تغییر شکل میدهد، باعث میرایی شدید سازه شده و جابجاییها به طور قابل توجهی کاهش مییابند. این تکیهگاه های لاستیکی برای زمینلرزههای شدید مناسب هستند و به کاهش آسیبهای لرزهای سازه کمک میکنند.
| تکیهگاه های لاستیکی | MLRB |
|---|---|
| مدول برشی G | 0.4 – 1.1 N/mm² |
| میرایی موثر ζ | ~ 5 to 35% |
| جابهجایی(استاندارد) | to ± 500 mm |
| نیروی عمودی(استاندارد) | 1,000 – 41,000 kN |
تکیهگاه های لاستیکی، با اثر میرایی کم و زیاد – MLDRB / MHDRB
انتخاب ماده لاستیکی منجر به درجات مختلفی از میرایی میشود. با این حال، در مقایسه با جداسازهای با هسته سربی، میرایی این تکیهگاه ها همیشه کمتر است. معمولاً برای بارهای لرزهای جزئی یا به همراه کمکفنرهای هیدرولیکی مورد استفاده قرار میگیرند.
یاتاقانهای لاستیکی با میرایی کم : MLDRB
یاتاقانهای لاستیکی با میرایی زیاد : MHDRB
| تکیهگاه لاستیکی | MHDRB | MLDRB |
|---|---|---|
| مدول برشی G | 0.4 – 1.1 N/mm² | 0.4 – 1.1 N/mm² |
| درجه میرایی با 100% تغییر شکل برشی | 10 % | 6 % |
