تبلیغات
مهندسی عمران - انواع میراگرها
 
مهندسی عمران
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : aMiRrEzA
نویسندگان
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
p30java
ابزاروبلاگ ابزار وبلاگنویسان ابزار وبلاگنویسان ابزار وبلاگنویسان
ابزار وبلاگنویسان
ابزار وبلاگنویسان
انواع میراگرها به عنوان عامل اتلاف انرژی غیر فعال  1.    میراگر فلزی تسلیم ( یا جاری شونده ) میراگرهای تسلیمی وسایل فلزی هستندکه می توانند انرزی را در یک زلزله در اثرات تغییرات غیر الاستیک فلزات تلف کنند . این میراگرها در حقیقت درحالات خمشی ، پیچشی، محوری و یا برشی تسلیم می شوند . اولین ایده ی استفاده از میراگرهای تسلیمی به منظور مقاومت    سازه ها در هنگام زلزله اولین بار توسط کار نظری  در سال 1972 شروع شد . این میراگرها در هنگام بار گذاری  جاری شده و در نتیجه موجب مستهلک نمودن مقدار زیادی از انرژی مرودی به سازه می گردد . این سیستم ها با توجه به شکل هندسی و نحوه عملکرد به گروه های زیر تقسیم می شوند : ·       اشکال خاص مثلثی یا X  شکل این دو نوع علاوه بر شکل در جهت قرارگیری صفحات نیز باهم متفاوت هستند . تسلیم به صورت یکنواخت در مقطع عرضی فلز پخش می شود ، شکل 3 دو نوع میراگر تسلیمی رایج مثلثی و  شکل را نشان می دهد . مدل شکل رفتار بسیار منظمی در طی بارهای تناوبی دارد . این میراگرها در فرم برون محور بر روی پاشنه بادبند قرار می گیرند و به تیر بالا اتصال می یابند . ·       المان حلقوی از جمله موارد دیگر می توان به المان تسلیمی جدید ساخته شده 2006 در دانشگاه علم و صنعت ایران زیر نظر دکتر عباسنیا  ،  اشاره نمود که شامل یک حلقه فولادی اضافه شده به بایندهای هم محور می باشد . مصالح از تنش و کرنش دوخطی پیروی می کند و اتلاف انرژی از طریق تسلیم شدن نقاط حلقه و تشکیل حلقه پسماند جذب می شود . در شکل 4 نحوه ی قرار گرفتن این میراگرها را می توان دید .   ·       قابهای تسلیمی مرکزی : نوع دیگر میراگرهای تسلیمی ، قابی فلزی است که در وسط بادبندهای ضربدری قرار می گیرد شکل 5  این مستطیل از کمانش بادبند جلوگیری کرده که موجب شکل پذیری سازه می شود و با تسلیم یکنواخت قاب فلزی انرزی راجذب می کند . همان طور که در تعریف میراگر گفته شد بایستی جنس و شکل و محل استفاده این دسته از میراگرها را طوری انتخاب کنیم که در طول عمر سازه ، خواص میرایی آنها تحت عوامل مختلف تأثیر گذارنده دچار اختلال نگردد . فلزی که برای ساخت اینگونه میراگرها به کار می رود ، عموماً بایستی دارای رفتار مناسب تغییر هیسترزیس ، دامنه خستگی بالا ، استحکام نسبی بالا و عدم حساسسیت زیاد نسبت به تغییرات درجه حرارت باشد . اصولا میراگرهای فلزی ، با تکیه بر تغییر شکلهای الاستیک فلز و میرایی ناشی از اتلاف انرژی به صورت اصطکاک داخلی کریستالها  ، عمل می کنند .  در پایان این طور به نظر می رسد که استفاده از اینگونه میراگرها در سازه به عنوان تنها سیستم مهاربندی ، دارای ریسک زیاد باشد اما به عنوان سیستم تکمیلی در تعامل با سیستم های مهاربندی معمول می تواند مفید باشد . ·       مزایا و معایب میراگرهای تسلیمی ازمزایای این میراگرها میتوان افزایش کارایی سازه در مقابل زلزله به سبب تمرکز خرابی به نقطه مشخصی ازسازه اشاره کردو اینکه بعداز زلزله به راحتی تعویض می شود . از معایب این وسیله می توان به تغییر شکل دائمی بعد زلزله اشاره کرد .   ·       کاربرد میراگرهای تسلیمی استفاده ازصفحات  شکل در بانک  در سانفرانسیسکو است که برای بهسازی وافزایش توانایی آن در هنگام زلزله بود وهمچنین درسال 1998 درساختمان  شهر  ژاپن نیز از سیستمهای تسلیمی استفاده شد .   2.    میراگرهای ویسکوالاستیک   میراگرهای ویسکو الاستیک به طور موفقیت آمیزی در ساختمان های بلند برای مقابله باد ، در چند دهه ی اخیر به کار گرفته شده اند . بررسیهای تحلیلی استفاده میراگرهای ویسکو الاستیک برای کاربرد لرزه ای ، توسط در سال 1987 در رساله دکترای ایشان انجام شد و نتایج نشان می دهد که پاسخ ساختمانها در طول زمین لرزه های قوی کاهش قابل توجه ای پیدا کرده است . میراگرهای ویسکو الاستیک عموما از صفحه لاستیک مانند بین دوصفحه فولادی تشکیل شده اند و یا دو لایه لاستیک مانند که بین سه صفحه قرار گرفته شده است که در شکل 6 دیده می شود .       زمانیکه یک سازه تحریک می شود صفحات در جهات مختلف حرکت کرده و لایه های لاستیکی متحمل تغییر شکل برشی می شوند .  اینگونه میراگرها را عموماً طوری در سیستم نصب می کنند که تنشهای وارد به آنها از نوع برشی باشند تا خاصیت میرایی خود را نشان بدهند .   مزایا و معایب میراگرهای ویسکوالاستیک مزیت اصلی استفاده از میراگرهای ویسکو الاستیک این است که اگر این میراگرها به صورت صحیح درسازه قرار داده شود نیاز به جایگزینی نخواهند داشت .  بدلیل اینکه تغییر شکل صفحات لاستیکی  ماندگار نیست دو عیب بزرگ برای میراگرهای ویسکو الاستیک وجود دارد ، اول اینکه مدل کردن آنها پیچیده است زیرا میراگرهای            ویسکو الاستیک از موادی به نام همسپار  تشکیل شده اند . مواد همسپار خواص سختی و میرایی خاصی دارندکه با دما محیط ، فرکانس تحریک ، تغییرات حرارت موضعی و سطوح کرنش برش تغییر می کند. دومین عیب این میراگر ناپایداری آن است که بخاطر خاصیت ذاتی پلیمر مخصوص میراگرهای ویسکو الاستیک است . اولین گام در آزمایش میراگرهای ویسکو الاستیک معمولاً پیدا کردن این خواص است . اکثر میراگرهای دیگر به دلیل تاثیر گذاری عوامل مختلف روی میزان میرایی از تاریخ مصرف برخوردارند و در پایان تاریخ مصرفشان بایستی تعویض شوند و ممکن است در طول عمر یک سازه ، چندین بار تعویض میراگرها صورت گیرد که بزرگترین نقطه ضعف اینگونه میراگرها می باشد . ·       کاربرد میراگرهای ویسکوالاستیک میراگرهای ویسکو الاستیک اولین بار دردهه 1970 به طور گسترده ای( 10000 عدد) در برجهای دو قلوی مرکز تجارت جهانی استفاده شد . این میراگرها در ساختمانها برای کم کردن حرکات نوسانات باد استفاده شد . میراگرهای به کار رفته در برج امپایردر آمریکا نیز برای خنثی کردن اثرحرکت طبقات ساختمانی بود نیز از همین نوع می باشد . همچنین در سال 1999 به تعداد 224 عدد از این میراگرها در برج  ژاپن استفاده شد . کاربرد عمومی این گونه میراگرها در سازه پلهای بلند می باشد . این میراگرها باعث جلوگیری از ایجاد پدیده مخرب تشدید در ساختمان پل به کار برده شده و مانع از تخریب پل در اثر بارهای باد می شود .   3.     میراگرهای اصطکاکی     این میراگرها بر اساس مکانیزم اصطکاك بین اجسام سلب نسبت به یکدیگرعمل می کنند . در حقیقت اصطکاك یک مکانیزم عالی اتلاف انرژی و به صورت گسترده و موفقیت آمیزی در ترمزهای خودرو برای اتلاف انرژی جنبشی به کار می روند . از مصالحی که برای سطوح لغزنده استفاده شده اند ، می توان به لایه های لنت ترمز روی فولاد ، فولاد روی برنج را نام برد . انتخاب فلز پایه برای میراگر اصطکاکی بسیار مهم است . مقاومت بالا در برابر خوردگی ، اغلب می تواند ضریب اصطکاك فرض شده را برای عمر وسیله مورد نظر کاهش دهد . آلیاژ فولاد کم کربن زنگ زده و می پوسد و خواص سطح مشترك آنها در طی زمان تغییر می کند . آزمایشات برای فولاد ضد زنگ در تماس با برنج ، خوردگی اضافی را نشان نداده و از این جهت این مواد بری استفاده از میراگرهای اصطکاکی مناسب هستند . وسایل اصطکاکی کارایی بسیار خوبی دارند و پاسخ آنها از دامنه فرکانس و تعداد سیکلهای بارگذاری مستقل است . منحنی  نیرو– جابه جایی میراگر اصطکاکی کلمب در شکل 7 دیده می شود . با فرض تحریکات تناوبی کار هر سیکل کامل به وسیله مساحت مستطیل به دست می آید.   تمام میراگرهای اصطکاکی در واقع به یک صورت عمل می کنند . به این صورت که یک قسمت به صورت ثابت قرار گرفته و قسمت دیگر به صورت دینامیکی روی آن می لغزد . لغزش روی داده روی سطح مشخصی از نیرو اتفاق افتاده و بر اساس قانون اصطکاك کلمب حرکت می کند . به این صورت تا سطح مشخصی از نیرو هیچ حرکتی روی نمی دهد اما بعد از این ، سطح حرکت و لغزش شروع می شود . ترکیب بندی و نحوه ی قرار گرفتن این سطوح لغزش موجب ایجاد میراگردهای اصطکاکی مختلف می شود که از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود: الف - سیستم میراگر اتصالات اصطکاکی : این نوع میراگر از سیستمهای رایج استهلاك در سازه می باشند که برای اتلاف انرزی از طریق اصطکاك از اتصالات پیچهای لغزشی استفاده می کند . از انواع اتصالات می توان به اتصالات پیچی لغزنده نام برد ، که خود به انواع اتصال لغزنده خطی و اتصال لغزنده دورانی تقسیم می شوند. ب- میرا گر اصطکاکی   این سیستم اولین بار توسط دو کانادایی در سال 1982 معرفی شد که از یک مکانیزم با سطوح اصطکاکی لغزشی درمحل تقاطع بادبندها است . در شکل9 می توان نحوه ی قرارگیری آن را در ساختمان دید . این میراگرها طوری طراحی می شوند که در برابر بارهای سرویس معمولی و زلزله های متوسط نلغزند . یعنی اینکه از پیش وسیله را برای نیروی خاصی طراحی می کنند که تا آن مقدار نیرو  ، وسیله وارد عمل نشود و سازه به صورت ارتجاعی باقی بماند اما بعد از این نیروی خاص لغزش اتفاق می افتد و میراگر اصطکاکی انرژی زیادی را جذب می کند و پریود طبیعی سازه را تغییر می دهد . ج- سیستم میراگر  اصطکاکی سومیتومو : این میراگر توسط صنایع فلزی سومیتومو به بازار عرضه شدکه به بادبندها متصل می شوند . این وسیله دارای یک جدار استوانهای می باشد و در داخل این استوانها با لشتک هایی تعبیه شده است که بر روی جدار داخلی وسیله می لغزد و انرژی زیادی را ازطریق اصطکاك مستهلک می کند . د - میراگر اصطکاکی دورانی : این میراگر که در شکل 10 دیده می شود ، توسط   در سال 2000 در رساله ی دکترای ایشان معرفی شد . ازاین میراگر درمراجع با عنوان میراگر اصطحاکی جدید نیز نامبرده می شود و می تواند به صورت یک و چند واحده برای نیروی اصطکاکی مورد نظر استفاده شود . مهاربندهای مورد استفاده به همراه این میراگر دارای نیروی پیش کشیدگی اویلر هستند ، تا از کمانش مهارها جلوگیری کند . میرایی در کلیه این میراگرها از طریق ایجاد اصطکاک مابین ورقه های متصل به پین بوجود می آیند . ·       مزایا و معایب میراگرهای اصطکاکی میراگرهای اصطکاکی نسبتاً ساده برای مدل سازی هستند . آنها می توانند مانند تاندوم یا فنر با سختی داخلی و نیروی تسلیمی برای دادن بار لغزش مدل شوند . مدلها معمولاً منحنی های کاملا الاستوپلاستیک هستند . اصطکاك منبع اتلاف انرزی ارزانتری نسبت به سایر منابع است و این ساخت میراگرهای اصطکاکی را ارزانتر می سازد . اما ازطرف دیگر میراگرهای اصطکاکی اغلب درمعرض هوا هستند و ممکن است زنگ بزنند یا خیس شوند و خواص لغزشی آنها تغییر کند . همچنین  به حرارت محیط نیز باید توجه شود . مهمترین ویژگی میراگرهای اصطکاکی این است که می توانیم توسط انها انواع دیگر میراگر را شبیه سازی و مدل کنیم .     ·       کاربرد میراگرهای اصطکاکی الف. میراگر نصب شده به پایه پل راه آهن شهری در نیوزلند . ب. میراگر طراحی شده برای استفاده در محل اتصال بادبندی . ج. نوعی میراگر مناسب جهت استفاده در محل اتصال تیر به ستون . د. میراگر اصطکاکی مخصوص نیروهای برشی . ه. نوع جالبی از میراگر اصطکاکی . و. میراگر مناسب برای استفاده در سازه های حساس . 4.     میراگرهای مایع لزج ( ویسکوز ) دو نوع میرایی در هنگام لرزش برای وسایل جاذب انرزی وجود دارد . وسایل کنترل تسلیمی و اصطکاکی جزء انواع هسترزیس هستند ، آنها دارای محدودیت نیرو و وابسته به جابه جایی هستند و بر پایه سرعت تحریک ، نیروی داخلی شان افزایش نمی یابد . ولی میراگرهای ویسکوز ، محدود به جابه جایی نیستند . و نیروی داخلی آنها وابسته به سرعت تحریک است . میراگرهای ویسکوز اولین بار در قرن 19 برای خنثی سازی اثرات ضربه توپها در کشتی استفاده شد . در نیمه اول قرن 20 وارد کمپانی اتومبیل سازی شد و در اواخر دهه 1980 جهت استفاده این نوع میراگرها در صنعت ساختمان ، آزمایشاتی در مرکز ملی مهندسی زلزله در دانشگاه  در نیویورك انجام شد . میراگرهای ویسکوز استفاده شده در سازهها ، از  40 تا  1.4 طول دارند و محدوده نیروهای خارجی آنها از  44.5 تا  9 است . یک میراگر ویسکوز تشکیل شده از یک پیستون که روزنه هایی در قسمت انتهایی دارد و با حرکت رفت و برگشت در داخل سیلندر ، سیال لزج وارد روزنه ها شده و تولید نیرو می کند . نیروی تولید شده به اندازه و شکل روزنه ها و همچنین سرعت حرکت وابسته می باشد . یک سیال لزج میرا ضمن تعدیل انرژی ، از طریق هل دادن سیال به درون منافذ ، یک فشار مستهلک کننده ایجاد می کند که باعث تولید نیرو می شود . این نیروهای میرا تا 90 درصد خارج از مرحله تولید تغییر مکان به وسیله نیروهای محرک ایجاد می شوند و این بدان معناست که نیروهای میراکننده تأثیری در افزایش نیروهای لرزه ای منجر به افزایش تغییر شکل سازه ندارند . افزایش سیال میرا به سازه می تواند خاصیت استهلاک سازه را به چیزی بیش از 30% حد نهایی و بحرانی خود برساند که این مقدار در بعضی از موارد بیشتر هم هست. افزودن سیال میراکننده به یک سازه موجب کاهش شتاب افقی طبقه و تغییر شکلهای جانبی تا 50% و گاهی بیشتر می شود . سیال ضربه گیر نوعی روغن سیلسکین ( روغن حاوی اکسیژن و کوارتز ) که ضمن ساکن و پایدار ماندن برای مدت طولانی ، غیر قابل اشتعال و غیر سمی است . ایده این دسته از میراگرها نیز همان طور که ایده میراگرهای اصطکاکی از ترمز اتومبیل گرفته شده است از اتومبیل سرچشمه می گیرد . سیستم تعلیق اتومبیل از یک فنر و یک کمک فنر   ( میراگر ) استفاده می کند که در تعامل با یکدیگر ، ضربات وارده به اتومبیل از سوی زمین را جذب و انرژی آنها را اتلاف می کنند .  اگر ستونهای یک سازه را به عنوان فنر در نظر بگیریم ، در واقع با ایجاد کمک فنر ( میراگر ) در کنار آنها می توانیم انرژی وارده به سازه در اثر زلزله را اتلاف کنیم .   ساختمان میراگرهای مایع لزج عموماً از یک پیستون و یک سیلندر تشکیل شده است . مایع لزج داخل سیلندر توسط پیستون فشرده می شود ، با توجه به اینکه درون پیستون ، سیلندر دیگری وجود دارد که به وسیله سوراخهای ریزی می تواند مایع را به درون پمپ کند ، با اعمال فشار به سیستم مایع لزج با سرعت کمی بین دو سیلندر مبادله می شود و مقدار زیادی انرژی را اتلاف می کند . ساختمان کلی این میراگرها در شکل 14 نشان داده شده است .   لازم به ذکر است که این میراگر حساسیتی نسبت به تغییرات حرارتی نداشته و ساختمان جامد مورد اثر پدیده های خستگی و اثر باوشینگر قرار نخواهد گرفت اما طول عمر آن نسبت به طول عمر سازه کم است . این میراگرها جایگزین مناسبی برای روش جداسازی از پایه به شمار می روند ، زیرا هم هزینه کمتری دارند و هم نصب و اجرای راحت تری دارند . میراگر مایع لزج قابلیت طراحی برای سازه های جدید و سازه های ساخته شده را دارد و با توجه به کوچکی اندازه این قطعات وقتی به سازه اضافه می شوند ، تغییری در شکل سازه به وجود نمی آورند ؛ این مسئله در بازسازی ابنیه تاریخی بسیار حائز اهمیت است . افزودن این میراگرها به سازه اغلب به تغییر شکل سازه منجر نخواهد شد و در خود سازه نیز تغییری به وجود نخواهد آورد . میراگرهای مایع لزج به طرق متعددی به عنوان اعضای قطری قابل نصب هستند . ·       مزایا و معایب چند مزیت مهم برای استفاده از میرا گرهای ویسکوز وجود دارد . میرا گرهای ویسکوز نیروی میرایی در یک سازه تولید می کنند و این نیرو به طور ذاتی غیر هم فاز با ما کزیمم پاسخ سازه در طی رویداد لرزه ای است . به این دلیل میراگرهای ویسکوز می توانند برش طبقه ، شتاب و برش پایه را کاهش دهند . میراگر ویسکوز یک وسیله مهر و موم شده است و این موجب تمایل کمتر آن به خطرات جوی می شود . در نهایت عملکرد میراگر ویسکوز تقریباً مستقل از حرارت است و معادله میرای ویسکوز مشابه برای همه سطوح فرکانس معتبر است . متأسفانه میراگرهای ویسکوز هنوز برای مدل سازی پیچیده هستند به علت اینکه نیروی خارجی آنها بر اساس سرعت آنها است . میراگرهای ویسکوز باید در یک ماتریس جدا مطرح شوند و ماتریس ضرایب میرایی جزء لاینفک روند حل است و اگر میراگرها به صورت ناهمسانی در سازه قرار بگیرند ، تجزیه سیستم برای تحلیل سخت می شود . همچنین معایب دیگر برای میراگرهای ویسکوز وجود دارد . به علت فشردگی کم سیال ویسکوز ، شروع به کار کردن با ضربه ای در میراگر ویسکوز همراه است .   ·       کاربرد میراگرهای ویسکوز اولین استفاده از میراگرهای ویسکوز برای هدف لرزهای در سال 1993 در طراحی مقاوم سازی لرزه ای مرکز پخش دارویی  در کالیفرنیا بود . میراگرهای ویسکوز اضاقه شده به سیستم کمک کرد تا تغییر مکانها زیر 22 اینچ باقی مانده و پریود موثر سازه را تا 3 ثانیه بالا برد . کاربردهای لرزهای دیگر شامل ساختمان هتل  و اخیراً برای بهسازی پلها را می توان نام برد .       5.     میراگرهای جرمی تنظیم شده  ( Tuned Mass Damper . TMD ) ( 3 ) •      میراگر جرمی تنظیم شده ، ابزاری است که به سازه متصل می شود و تحت اثر حرکات جانبی سازه شروع به ارتعاش می نماید . •      فرکانس میراگر بگونه ای تنظیم می شود که در فاز مخالف با فرکانس ارتعاشی سازه باشد. •      نیروی اینرسی میراگر باعث ازبین رفتن انرژی ارتعاشی سازه می شود . سازه و میراگر نقش یک سیستم دو قسمتی را بازی می کنند . جرم میراگر ، روی سازه قرار می گیرد ولی میراگر توسط غلتک هایی می تواند در جهت افقی حرکت آزادانه داشته باشد.   انواع میراگرهای TMD در سازه ها ١-  میراگر جرمی تنظیم شده انتقالی  ( Translation TMD  ) جرم بر روی تکیه گاههای غلتکی قرار می گیرد تا اجازه جابجائی جانبی نسبت به طبقه را داشته باشد. فنرها و میراگرها بین جرم و تکیه گاههای ثابت عمودی قرار می گیرند که نیروی “فاز مخالف” میراگر را به تراز طبقه و در نتیجه به قاب سازه ای منتقل می کنند .   هچنین میراگرهای جابجائی دو جهته از فنر ها و میراگرهایی که بصورت عمود بر در دو جهت قرار می گیرند تشکیل می شود و امکان کنترل حرکت سازه در دو جهت را تأمین می کند . این ساختمان با ارتفاع 279 متر دارای پریود غالب 6,5 ثانیه و نسبت میرائی 1 درصد در طول هر محور می باشد . میراگر جرمی تنظیم شده این ساختمان در طبقه شصت و سوم در تاج سازه قرار گرفته و جرمی برابر  336 ، در حدود 2 درصد جرم مودی موثر در مود اول می باشد که به هنگام نصب 250 برابر بزرگتر از همه میراگرهای جرمی موجود بود .   برج بندر چیبا اولین برج در ژاپن می باشد که به   مجهز گردید. این برج یک سازه فلزی با ارتفاع 125 متر و وزن 1950 تن و طول وجه 15 متر میباشد . پریود مود اول و دوم 2,25 و 0,51 ثانیه در جهت  و 2,7 و 0,57 ثانیه در جهت  میباشد . میرائی برابر 0,5 درصد تحمین زده می شود . هدف از نصب   افزایش میرائی مود اول در جهت  بود . این میراگر های جرمی اولیه دارای معایبی هستند : •      مکانیسم های پیچیده ای برای غلتک و اجزای میراگر دارند. •      دارای جرم زیادی می باشند. •      فضای زیادی اشغال می نمایند. •      گران هستند. تغییرات در میراگرهای جدید : •        بجای غلتک مکانیکی از غلتکهای لاستیکی استفاده می شود که امکان عملکرد در           جهت های مختلف را دارا می باشند و همانند فنر های برشی عمل می کنند. •       از لاستیکهای قیری ( ) که توانائی میراگرهای ویسکو الاستیک را دارا هستند ، بجای میراگر استفاده می شود.   ٢-  میراگر جرمی تنظیم شده پاندولی (    )  مسائل و مشکلات غلتکها با کمک تقویتهای کابلی جرم که به سیستم اجازه رفتار مانند یک پاندول را می دهند قابل حل است. مسائل و مشکلات ایجاد شده در رابطه با غلتک ها با کمک تقویت های کابلی جرم که به سیستم اجازه افتار مانند یک پاندول را می دهند قابل حل است . شکل زیر یک پاندول ساده را که به سقف آویزان شده است را نشان می دهد . حرکت طبقه ، پاندول را تحریک می کند و جابجائی نسبی پاندول یک نیروی افقی در جهت خلاف حرکت طبقه ایجاد می نماید . این عمل را می توان با استفاده از یک سیستم یک درجه آزادی معادل نشان داد . در عمل این نوع میراگر ها دارای محدودیتهایی جدی هستند . چون پریود بستگی به L دارد ، طول مورد نیاز برای بزرگ و ممکن است از ارتفاع طبقه بیشتر باشد . برای نمونه ، طول برای پریود 5 ثانیه 6.2 متر است درحالی که ارتفاع طبقه معمولا بین 4 الی 5 متر خواهدشد . برای حل این مشکل از اتصال صلب داخلی استفاده می نمایند . اتصال صلب داخلی ، حرکت تکیه گاه را برای پاندول بزرگ می کند و در فاز میراگر حرکت می کند ، و دارای همان دامنه جابجائی است . برج در اوزاکای ژاپن واقع شده ، دارای ارتفاع 157 متر و پلان 28 در 67 متر و وزنی معادل 44000 من متریک می باشد . پریود اصلی آن تقریبا 4 ثانیه در جهت شمال – جنوب و 3 ثانیه در جهت شرق - غرب می باشد . یک میراگر پاندولی در هنگام طراحی اولیه سازه برای کاهش حرکات حاصل از باد تا 50 درصد در نظر گرفته شده است .  شش عدد از نه تهویه هوا و تانکهای ذخیره یخ ( هرکدام به وزن 90 تن ) از تیرهای اصلی سقف آویزان شده است و مانند یک پاندول عمل می کندو پنج عدد از تانکها دارای طول پاندولی 4 متر و جهت شمال- جنوب لغزش می کنند . دو تانک دیگر دارای طول پاندولی 3 متر بوده و در جهت شرقی - غربی لغزش می نمایند . میراگرهای روغنی که به پاندولها متصل هستند ، انرژی پاندولها را جذب می کنند . قیمت این میراگر حدود 350 هزار دلار بود که کمتر از 0,2 درصد هزینه ساخت سازه بود .   6.     میراگر مایع تنظیم شده   در این روش برای کنترل ارتعاشات از نوسانات و تلاطم آب در یک تانک استفاده می شود . با توجه با حالت سختی و رفتار مایع سیالات ، اگر یک ظرف بزرگ محتوی یک سیال سخت را روی سازه قرار دهیم با ارتعاش سازه ، مقدار زیادی انرژی توسط رفتار لخت سیال و نیروهای هیدرو دینامیکی ناشی از آن اتلاف می شود . میراگرهای مایع تنظیم شده برای اولین بار در اوایل قرن بیستم برای کنترل ارتعاشات ناشی از امواج دریا در کشتی های اقیانوس پیما استفاده شد وسپس ، در نیمه دوم قرن بیستم برای کنترل نوسانات و جنبشهای آزاد با دوره تناوب بالا در ماهواره ها به کار رفت . از اواسط    دهه ی 1980 میراگر مایع تنظیم شده برای کنترل ارتعاشات سازه های عمرانی به کار گرفته شد . میراگر مایع تنظیم شده یک سیستم کنترل غیر فعال است که از نیروی هیدرودینامیکی استفاده می کند . نحوه ی کار میراگر بدین ترتیب است که تعدادی مخزن در قسمت بالای سازه نصب می شود و تلاطم مایع درون این مخازن انرژی ارتعاشی وارد به سازه را در هنگام زلزله یا تند باد مستهلک می کند. تلاطم مایع موجب ایجاد تفاوت در رقوم سطح آزاد مایع در جداره های انتهایی مخزن می شود و اختلاف فشار ناشی از تفاوت رقوم سطح آزاد مایع در جداره های انتهایی به صورت یک نیروی برشی در کف مخزن ظاهر می شود . نیروی کنترلی که در این روش برای کاهش ارتعاشات سازه مورد استفاده قرار می گیرد ، از فشار دینامیکی که بر روی سطح جداره های انتهایی ظرف اثر می کند تولید می شود .     سیستم های   برای طراحی بهینه باید براساس فرکانس مد اول سازه تنظیم شود . بنابراین مشخصات میراگر نظیر ابعاد ظرف و عمق آب داخل آن باید به گونه ای تنظیم شوند که فرکانس تلاطم مایع درون میراگر با فرکانس ارتعاش سازه هماهنگ شود . نتایج نشان می دهد تغییر قابل توجهی در کاهش ارتعاشات سازه در حالت تحریک زلزله ایجاد  می شود . تأثیر میراگر زمانی اهمیت می یابد که این مقدار کاهش دامنه ارتعاشات باعث     می شود تا سازه از گرفتار شدن در چرخه ی تغییر شکلهای خمیری مصون بماند . بدین معنا که از تحمیل تغییرشکلهای زیاد سازه جلوگیری می شود . 1.                       نکات : 1- در ساختمانهای بلند که در معرض تحریکات تصادفی مانند باد و زلزله قرار دارند ، تأثیرات میرایی بیشتر در مدلی با نسبت وزنی بزرگ تر، دارای صفحات ضربه گیر بیشتر و ضریب شکل بزرگتر ثبت شده است .     2- با افزایش دامنه تحریکات ، اثر میرایی سیستم    روی سازه به طور چشمگیری افزایش می یابد. 3- اثر افزودن صفحات ضربه گیر به سیستم    به تنهایی بیشتر از تعداد آنها روی نسبت میرایی معادل سیستم مذکور است . 7.    جداسازی پایه ( 6 ) در این روش پریود طبیعی ارتعاش سازه با نصب جد اكنندهها افزایش یافته و انرژی كمتری به سازه فوقانی وارد شده و در نتیجه ، شتاب طیفی وارده به سازه كاهش می یابد و خرابی متحمل در كل سازه به جذب و تمركز خرابی موضعی در جداکننده ها تبدیل می شود . در این روش چون سهم ان کی از نیروی زلزله به سازه منتقل می شود نتایج زیر را می توان انتظار داشت : -   تغییر مکان  طبقات و تغییر مکانهای نسبی طبقات ( ) کاهش یابد . -   کاهش قابل ملاحظه ای در شتاب طبقات بوجود آید . -    خسارات سازه ای و نیز خسارات غیر سازه ای به مقدار محسوس کاهش یابد . -    از مشکلات معماری در طراحی ساختمانها کاسته شود . -     هزینه اجرای سازه ها بدلیل استفاده از مقاطع با ظرفیت کمتر کاهش یابد . روش جداسازی لرزه ای در زمینه مقاوم سازی و بهسازی سازه های موجود کاملاً موفق و دارای قابلیت های فراوان بوده است . با توجه به آزادی عملی که این روش در اختیار طراح و پیمانکار قرار می دهد این روش در بسیاری از پروژه های بهسازی لرزه ای نیز مورد توجه قرار گرفته است . در این حال نحوه اجرای عملیات بهسازی لرزه ای و نصب جداسازها نیاز به برنامه ریزی و دقت کافی دارد. از نظر مطالعه بر روی گزینه کاربرد جداسازی لرزه ای به طور خاص برای ساختمانهای زیر بر اساس عملکرد و اهمیت آنها توصیه می گردد:  -1 ساختمان های ضروری : ساختمان هایی که عملکرد آنها در وضعیت بحرانی پس از زلزله مهم است. ساختمان های دارای ضریب اهمیت بالا ( ضریب اهمیت  مندرج در آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله  (  -2 ساختمان های امدادرسانی و بیمارستانی  -3 ساختمان های قدیمی ( به عنوان یک گزینه در بهسازی لرزه ای(  -4 موزه ها  -5 واحدهای تولیدی دارای تجهیزات یا محصولات گران قیمت یا راهبردی   در مقابل ایده طراحی و اجرای ساختمانهای مقاوم به روش سنتی در برابر زلزله ، با توجه به آسیب های سازه ای و مشکلات بروز کرده برای ساکنان درطی زلزله ها ، ایده طراحی سازه جدا شده از پایه بر اساس کنترل نیروی زمین لرزه از طریق ممانعت از ورود آن به سازه بنا شده است . این ایده در سا لهای اخیر در موارد بسیاری در طراحی و اجرای ساز ه های مهم مورد استفاده قرار گرفته است . مطابق نتایج تحلیلی وآزمایشگاهی ، پاسخ سامانه های سازه ای مجهز به این فناوری پاسخ لرزه ای کمتری نسبت به سازه های معمول خواهند داشت.  در جداسازی لرزه ای دوره تناوب اصلی سازه به کمک سامانه ای ویژه که بین رو سازه و بخش پایین دست آن قرار می گیرد افزایش می یابد . افزایش دوره تناوب طبیعی سازه موجب کاهش پاسخ لرز های سازه ها در زمان وقوع ارتعاشات با دوره تناوب حاکم کوتاه تر می گردد. در سازه های مرسوم سنتی ، احتمال وقوع تشابه یا نزدیکی دوره تناوب طبیعی سازه با دوره تناوب حاکم در ارتعاش ناشی از زلزله زیاد است. جداسازی لرزه ای در واقع دوره تناوب طبیعی سازه را به مقادیر طولانی تری منتقل می کند. این امر مطابق طیف پاسخ شتاب زلزله، منجر به کاهش احتمال وقوع نیروها و شتاب های زیاد در سازه می شود.  طراح باید توجه داشته باشد که ، کاهش شتاب تاثیر به سزایی بر روی رفتار نیرو- تغییر مکان جداسازها می گذارد . در مقابل این امر نیاز به کاهش شتاب ممکن است منتهی به سامانه جداسازی با سختی کمی گردد که این خود احتمال به وجود آمدن تغییر مکان های قابل توجه در طی زلزله را افزایش می دهد. از این رو مکانیزم هایی به منظور استهلاک انرژی در سامانه جداسازی تعبیه        می گردد تا ضمن محدود نمودن تغییر مکان ، شتاب سازه و طبقات نیز کاهش یابد. این میرایی همچنین پدیده تشدید پاسخ ناشی از وجود مولفه های با دوره تناوب بالا در حرکت زمین را کاهش می دهد . اما در عین حال باید توجه نمود که در برداشتن میرایی زیاد در سازه خود موجب افزایش نیروی منتقل شده به سازه می گردد و باید از سوی طراح مورد توجه قرار گیرد . بنابراین لازم است یک سامانه جداسازی دارای قابلیتهای زیر باشد :  : 1بتواند نیروهای قائم ناشی از وزن و پاسخ زلزله در زمان زلزله را تحمل کند  : 2 در جهت افقی انعطاف پذیری لازم را تامین نماید  3: جذب انرژی نماید   این قابلیت ها را می توان به طور همزمان در یک تکیه گاه سربی لاستکی ( LRB ) تامین نمود . علاوه بر این طراح ممکن است برای محدود نمودن تغییر مکان جداسازها در سامانه جداسازی لرزه ای ، ضربه گیرهایی نیز پیش بینی نماید.   جداگرهای لرزه ای شامل كل ابعاد ساختمان می شود و نمی توان در بخشی از سازه آن ها را استفاده نمود زیرا این عمل باعث ایجاد تفاوت در جابجایی دو بخش ساختمان می گردد و در كاهش پریوده های لرزه ای و خسارات لرزه ای منتقل شده از زمین به ساختمان تاثیر گذارند . استفاده از آن ها در طراحی های ساختمان جدید بسیار معمول شده است به طوری که در آمریكا از آن ها برای تعداد زیادی از ساختمانها موجود جهت افزایش شكل پذیری به عنوان راهبرد كلیدی در طراحی پروژه های مقاوم سازی به كار می روند. كاهنده های نوسانی غالباً جزئی از سیستم جداگرها هستند كه جابجایی را محدود می كنند . باز دوره نوسانی در سازه هایی كه از جداگر استفاده شده است به دلیل كاربرد این جداگرها 2 تا         4 ثانیه تخمین زده می شود . همین طور در ساختمان هایی كه بر روی خاك های خیلی ضعیف یا ساختمان خیلی بلند مرتبه می باشد و انعطاف پذیری ممكن است مقدور نباشد استفاده از جداگر می تواند بسیار سودمند باشد . استفاده از جداگر لرزه ای معمولا راهكار مقاوم سازی بسیار گران قیمتی است . جابجایی جداگرها بیشتر در طبقات بالا  مشخص می شود ، اما در ناحیه خطر پذیری زیاد توانایی زلزله برای جابجایی گاهی اوقات  تا 75 میلی متر و یا بیشتر  می رسد به همین دلیل حذف هر مانعی در نزدیكی سازه كه در زمان پاسخ لرزه ای سازه مانع حركت رفت و برگشتی ( حركت پاندولی ) شود ضروری است . با توجه به نوع مفصل جداگرها و افزایش جابجایی ساختمان در هنگام وقوع زمین لرزه ایجاد درز انقطاع در اطراف سازه برای همسازی با جابجایی سازه است ضروری است . درز انقطاع باید پایین تر از صفحه جداگر ایجاد گردد . قسمت های بالای دررز انقطاع می توان به منظور زیبایی و یا مسائل امنیتی با مصالح انعطاف پذیر پوشاند. در آسمان خراش ها كه در آنها از آسانسورهای بسیار بزرگ استفاده می گردد ، نمی توان بدون در نظر گرفتن جزییات خاص آن ها را از صفحه تراز جداگر عبور داد . تاسیسات مكانیكی و برقی این ساختمان ها نیاز به توانایی تطبیق با جابجایی جداگر دارد و باید از اتصالات انعطاف پذیر در آن ها استفاده كرد ؛ پی هایی كه كه در زیر جداگر وجود دارد باید توانایی گرفتن نیرو و رساندن آن به جداگر را داشته باشند ،‌ صفحه و اتصالاتی كه در بالای جداگر وجود دارد باید توانایی این كه نیرو را به خوبی به جداگر برگرداند و در مقابل ممان ایجاد شده مقاومت كنند داشته باشد. تمامی این اجزا هزینه ساختمان های دارای جداگر را افزایش می دهد. در طراحی و محاسبه باید دقت كرد كه ساختمان های دارای جداگر جابجایی بسیار گسترده تری نسبت به سازه های با پایه های ثابت دارند . در تحلیل تاریخچه زمانی این سازه ها باید حتماً ‌تمام جداگرها غیر خطی مدل شود . در این روش مشخصات مصالح باید مطابق با جزییات كارخانه سازنده و گزارش آزمایشگاهی شامل موارد مختلف: آزمایش بارگذاری ،‌ حرارت ، ‌سرعت ، ‌خوردگی ،‌كهنگی و سایر تاثیرات باید در نظر گرفته شود . آزمایش برای اینكه مشخصاتی كه شركت سازنده بیان می كند و حصول اطمینان پیدا كردن از این كه مشخصات عضو كاملاً صحیح است ضروری است . محل نصب جداگرها در طراحی بسیار تعیین كننده است آن ها معمولاً نزدیك به پی ساختمان هستند ولی نمونه های از جداگر وجود دارد كه در بالای ستون و زیر سقف های سنگین نصب می شود تا نیرو وارده به ستون را كاهش دهد . بیشترین كاربرد آن ها در پی ساختمان و یا زیر پی ساختمان استفاده  می باشد .     نمونه های جداگر لرزه ای   ·       تکیه گاه لاستیک لامینت شده     فشرده شده از لایه های لاستیکی برای فراهم کردن انعطاف و صفحات فولادی که ظرفیت تحمل بار قایم را ایجاد می کند . در بالا و پایین صفحات لامنیت شده فولادی قرار دارند که بارهای قائم توزیع و منتقل می کنند و نیرو برشی را به لایه های داخلی لاستیک منتقل می کنند .در بالا و پایین صفحات فولادی لامینت شده وجود دارد یک پوشش لاستیکی که محافظ وجود دارد .   ·       تکیه گاه لاستیکی با میرایی بالا  (  )   شبیه تگیه گاه بالا است که جنس لاستیک آن طبیعی و یا مصنوعی است که یک میرایی قابل ملاحظه ای اعمال می کند .   ·       تکیه گاه سربی لاستیکی (  ) :    از یک میله سربی تشکیل شده است که با فشار در داخل سوراخی در یک تکیه گاه لاستیکی با میرایی پایین قرار می گیرد. میله سربی سختی اولیه را برای بارهای سرویس بوجود می آورد و انرژی را در زیر بارهای جانبی مستهلک می کند .   ·       تکیه گاه اصطکاکی (  )   نتیجه گیری   یکی از چالش های همیشگی در مهندسی یافتن ابزاری جدید و مثمر ثمر برای حفاظت     سازه ها و تجهیزات در برابر اثرات مخرب نیروهای طبیعی می باشد. در این بین زلزله یکی از رخدادهایی است که با وجود تحقیقات زیادی که در مورد آن صورت گرفته است هنوز امکان پیش بینی زمان و مکان دقیق آن وجود ندارد. بنابراین به نظر می رسد روش مقابله با زلزله ایمن سازی سازه ها در برابر آن است. یکی از روش هایی که در چند دهه اخیر موضوع مطالعات بسیاری بوده است ، ایده کنترل سازه هاست که برای افزایش کارآیی و ایمنی آنها در برابر خطرات طبیعی به کار می رود .در این پژوهش انواع روش های کنترل سازه ها که در کشور های پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته است، بررسی گردید .از بین این روش ها ، سیستم های جذب انرژی غیرفعال سازه ها در سالهای اخیر به طور وسیعی در صنعت ساختمان مورد توجه قرار گرفته اند. به طور کلی این سیستم ها شامل وسایل و مصالحی    می شوند که میرایی، سختی و مقاومت سازه را افزایش داده و می توانند به منظور کاهش خطرات طبیعی محتمل و نیز مقاوم سازی سازه های جدید یا ساخته شده ، به کار روند . در سال های اخیر تلاش های بسیاری از سوی پژوهشگران و مهندسان سراسر دنیا صورت گرفته است که مفهوم جذب انرژی سازه یا ایجاد میرایی اضافی را به یک تکنولوژی قابل اجرا در صنعت ساختمان تبدیل نماید . در سایه این کوشش ها ابزار آلات و وسایل مختلفی ساخته شده اند که ویژگی مشترک همه آنها ، افزایش میزان جذب انرژی سازه است. این امر توسط تبدیل انرژی جنبشی به گرما یا توزیع انرژی بین مودهای ( شکلهای ) ارتعاشی سازه انجام   می شود که برای هریک از دو روش فوق، دستگاه های متفاوتی ساخته شده است که نسبتاً ارزان، کارآمد و قابل اعتماد هستند. شکل مود : تغییر شکلهای ناشی از ارتعاش آزاد یک قاب یا یک سیستم چند درجه آزادی است و به تعداد درجات آزادی شکل مود خواهیم داشت. هر شکل مود فرکانس طبیعی ارتعاش و پریود طبیعی ارتعاش، مخصوص به خود را دارد. همچنین شکل مود اول دارای بیشترین مقدار پریود است.



نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :

       نظرات
جمعه 1 آذر 1392
aMiRrEzA
دوشنبه 13 شهریور 1396 09:03 ق.ظ
This design is wicked! You certainly know how to keep a reader entertained.

Between your wit and your videos, I was almost moved to start my own blog (well, almost...HaHa!)
Wonderful job. I really enjoyed what you had
to say, and more than that, how you presented it. Too cool!
دوشنبه 30 مرداد 1396 09:39 ق.ظ
Good day! This is kind of off topic but I need some help from
an established blog. Is it difficult to set up your own blog?

I'm not very techincal but I can figure things out pretty fast.

I'm thinking about making my own but I'm not sure where to start.
Do you have any points or suggestions? Thanks
چهارشنبه 18 مرداد 1396 04:44 ب.ظ
Thanks for sharing your info. I really appreciate
your efforts and I will be waiting for your further post thanks once again.
جمعه 13 مرداد 1396 08:48 ب.ظ
fantastic put up, very informative. I ponder why the opposite specialists of
this sector don't notice this. You must continue your writing.
I'm confident, you have a huge readers' base already!
دوشنبه 5 تیر 1396 12:23 ق.ظ
بسیار core از خود نوشتن در حالی که ظاهر شدن دلنشین در آغاز آیا واقعا کار درست با من
پس از برخی از زمان. جایی در سراسر
جملات شما در واقع موفق به من مؤمن اما تنها برای while.
من هنوز کردم مشکل خود را با فراز
در منطق و یک ممکن است را خوب به پر همه کسانی
شکاف. اگر شما که می توانید انجام من خواهد بدون شک تا پایان مجذوب.
جمعه 22 اردیبهشت 1396 10:19 ق.ظ
Hmm is anyone else experiencing problems with the pictures on this blog loading?
I'm trying to figure out if its a problem on my end or if it's the blog.
Any feedback would be greatly appreciated.
شنبه 19 فروردین 1396 09:51 ب.ظ
Everything is very open with a precise description of the
challenges. It was really informative. Your website is extremely helpful.
Thank you for sharing!
دوشنبه 11 بهمن 1395 09:44 ب.ظ
خیلی ممنون از مطالب مفیدتون
جمعه 28 فروردین 1394 05:36 ب.ظ
سلام مطالب خیلی خوبی داری در زمینه زلزله هرچه قدر میتونی مطلب بذار
aMiRrEzA مرسی چشم حتما
شنبه 2 آذر 1392 10:54 ق.ظ
سلام وبلاگ زیبایی داری برای افزایش بازدید وبلاگت میتونی به آدرس زیر ثبتش کنی تا من و بقیه بازدید کنندگان بتونیم هر روز بهت سر بزنیم محلی که وبلاگت ثبت میکنی بزرگترین دایرکتوری وبلاگ نویسان است و پر بازدید
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر