میراگر چیست و چه وظیفه‌ای در سازه دارد؟

میراگر ها

 

به منظور کاهش ارتعاشات ناشی از باد یا زلزله در ساختمان‌های بلند، ابزاری ابداع گردیده و استفاده شده‌اند. ابزار کاهش ارتعاشات سازه بر اساس نیاز سیستم آنها به چند گروه تقسیم شده‌اند.ابزار کنترل غیر فعال (Passive) سیستم هایی هستند که نیاز به منبع انرژی خارجی ندارند.

این ابزار از نیروهایی که در پاسخ به حرکت سازه در داخل آنها ایجاد می‌شود بهره میگیرند. جداساز پایه (Base Isolation) ، میراگر جرمی تنظیم شده (TMD) میراگر اصطکاکی (Friction Damper) ، میراگر فلزی تسلیمی ADAS ، میراگر ویسکوز و میراگر ویسکو الاستیک از این گروهند.

میراگر ویسکوز

سیستم های میراگر ویسکوز مایع (Viscous Fluid Damper) یا همان دمپر ویسکوز، تجهیزاتی هیدرولیکی هستند که جهت استهلاک انرژی جنبشی ناشی از ارتعاشات لرزه ای یا مقابله با ضربات بین سازه ها، به کار می روند. این تجهیزات متنوع اند و می توانند به گونه ای طراحی شوند که بار مورد نظر (مثلاً بار زلزله و باد) را مستهلک نموده، ولی در برابر باقی شرایط مانند حرکات ناشی از حرارت، اجازه ی حرکت آزادانه را به سازه بدهند.

 

میراگر اصطکاکی

میرایی به کمک اصطکاک، یکی از موثرترین روش‌ها برای استهلاک انرژی زمین لرزه به شمار می‌رود. میراگر اصطکاکی (دمپر اصطکاکی) بر اساس قواعد مربوط به یک میراگر کولمب یا یک ترمز اصطکاکی که انرژی جنبشی را به وسیله اصطکاک به حرارت تبدیل می‌کند، عمل می‌ نماید.

میراگر اصطکاکی به ساختمان‌ کمک می‌کند که بتواند به صورت بازگشت پذیری ارتعاش کند و انرژی زمین لرزه را مستهلک نماید. این امر منجر به صرفه جویی قابل توجهی می‌شود، چرا که المان‌ های سازه ‌ای می‌توانند در جهت کاهش هزینه بهینه سازی شوند.

تجهیزات میراگر اصطکاکی که به گونه ای طرح می شوند تا پیش از تسلیم اعضای سازه ای بلغزند، به عنوان فیوزهایی عمل می‌کنند  (کار فیوز در برق هم همسن طور است قربانی میشود تا اجرای اصلی آسیب نببینند) که در حین زلزله انرژی را مستهلک می‌نمایند. در نتیجه این کار، ساختمان می تواند بدون وقوع خسارات جدی به اجزاء سازه‌ ای، زمین لرزه را پشت سر بگذارد.

به بیانی دیگر دو جنبه مفید را پیش روی مهندسین سازه قرار خواهد داد:

  • با به‌ کارگیری مناسب اصطکاک و طرح متناسب لرزه ­ای، نیروی ورودی به سازه ناشی از زلزله محدود می شود؛ به عبارت دیگر می‌توان برای ایجاد فیوز در سازه، بر اصطکاک تکیه نمود.
  • سهم قابل توجه استهلاک انرژی زلزله بر دوش این سطوح اصطکاکی گذاشته می شود، به‌ویژه آن ‌که این استهلاک انرژی مستلزم وقوع خرابی در میراگر اصطکاکی نخواهد بود.

میراگر تسلیمی

در این سیستم با افزودن قطعه ای به سازه و انتقال نیروی حساب شده به آن ، موجب جاری شدن قطعه در هنگام وقوع بار گذاری و در نتیجه مستهلک نمودن مقدار زیادی از انرژی ورودی به سازه می گردند. در واقع دراین روش ، عمل تخریب ، بر روی اسکلت سازه رخ نمی دهد و در واقع این میراگر مانند فیوز عمل میکند و با از بین رفتن خود،  سازه اصلی را در ناحیه الاستیک نگه میدارد و نیروی زلزله را مستهلک می نمایند.

جهت اطلاعات بیشتر در رابطه با  میراگرها و مقالات مرتبط ،نمونه این محصول را مشاهده نمایید.

میراگر ها(word)+مقالات

محصولات آموزشی

آیین نامه بتن ایران ( آبا ) ویرایش سال 1402/ جلد اول و دوم

۹۲۴,۰۰۰ تومان

آیین نامه بتن ایران ( آبا ) ویرایش سال 1402/ جلد اول / تحلیل و طراحی

۵۵۵,۰۰۰ تومان

آیین نامه بتن ایران ( آبا ) ویرایش سال 1402/ جلد دوم/ اجرا

۳۷۸,۰۰۰ تومان

ایمنی در کارگاه های ساختمانی

۱۰۸,۰۰۰ تومان

بتن ریزی در هوای سرد و گرم

۱۶۷,۲۰۰ تومان

سری کتب آیین نامه های شورای عالی حفاظت فنی

۴۷۸,۸۰۰ تومان

فوت و فن مدیریت پروژه‌های عمرانی و ساختمانی

۱۹۲,۰۰۰ تومان

کتاب آیین نامه بتن ایران جلد دوم آبا (سیاه و سفید)

۳۷۸,۰۰۰ تومان

کتاب آیین نامه بتن ایران جلد دوم آبا رنگی

۶۹۸,۴۰۰ تومان

کتاب اصول مشارکت در ساخت و معاملات املاک

۲۸۳,۰۰۰ تومان

کتاب پایدارسازی دیواره گودها (روش خرپا و مهار متقابل )

۵۳۵,۰۰۰ تومان

کتاب جامع مصور نشریه55 ویرایش جدید(رنگی )

۸۹۸,۰۰۰ تومان

زلزله کوبه ژاپن

درسی که ژاپنی‌ها از زلزله کوبه گرفتند

درسی که ژاپنی‌ها از زلزله”کوبه” گرفتند

ژاپنی‌ها با روش‌های علمی، زلزله و دیگر بلایای طبیعی را طوری مهار کرده‌اند که این بلایا به بخشی از زندگی روزمره آنها تبدیل شده و رفتار شهروندان و ساخت و سازها همگی بر پایه احتمال وقوع حوادثی از این دست طراحی شده است.به گزارش ایسنا، زلزله “کوبه” از مرگبارترین زمین لرزه‌ها در این کشور بود که بیش از شش هزار کشته برجا گذاشت.

در هفدهم ژانویه 1995، شهر کوبه دومین بندر بزرگ این کشور به کلی نابود شد، بزرگراه‌های این کشور از هم گسستند، بسیاری از ساختمان‌ها فرو ریخت و پل‌های زیادی منهدم شد. این زلزله شوک بزرگی در کشور ایجاد کرد و موجب شد همه به خطرهای زلزله پی ببرند.

زمین‌لرزهٔ عظیم “کوبه” یا “هانشین” زلزله‌ای به بزرگی 7.3 ریشتر بود که بندر کوبه را به مدت 200 ثانیه لرزاند و در هم کوبید.کانون این زمین‌لرزه در عمق ۱۴ کیلومتری آبهای سواحل شهر کوبه اعلام شد، مسوولان ژاپنی، علت بالا بودن سطح آسیب‌ها و ویرانی‌های شهر کوبه را نوع این زمین لرزه می‌دانند که تقریباً در زیر منطقه و به صورت عمودی رخ داده بود. ویرانی شهر کوبه به مردم ژاپن این احساس را داد که با وجود پایان یافتن جنگ جهانی دوم، ژاپن همچنان آسیب‌پذیر است.

در نتیجهٔ این زمین‌لرزه شش هزار و ۴۳۳ نفر کشته و بیش از ۴۳ هزار نفر زخمی شدند. حدود ۱۰ درصد از کل تلفات این زلزله به علت آتش‌سوزی تاسیسات شهری پس از وقوع زمین لرزه بود. در جریان این زمین‌لرزه، حدود ۲۵۰ هزار ساختمان و تاسیسات زیربنایی تخریب شدند. خرابی‌های گسترده ناشی از این زمین‌لرزه، سبب بی‌خانمان و آواره شدن ۳۰۰ هزار نفر شد. ژاپنی‌ها خسارت وارده به شهر کوبه و مناطق مجاور آن را در مجموع حدود یکصد میلیارد دلار برآورد کردند.

تجربه‌های علمی بدست آمده از  زمین‌لرزه کوبه

  • ضرورت افزایش سطح استانداردهای ایمنی در ساختمان‌ها و زیرساخت‌های شهری، حتی در مناطقی که احتمال زمین‌لرزه در آن‌ها کمتر است.
  • یکی از علل پایین‌تر بودن سطح استانداردهای ایمنی ساختمان‌سازی در شهر کوبه نسبت به دیگر شهرهای مهم ژاپن، پایین بودن احتمال بروز زلزله‌های قوی در منطقه هانشین عنوان شده بود.
  • نکتهٔ مهم دیگر در این زمینه، بالا بودن سطح آسیب‌پذیری ساختمان‌های قدیمی در مقایسه با ساختمان‌های جدید در زمان بروز یک زمین‌لرزه قوی است .در زمین‌لرزه کوبه بیشترین آسیب‌های وارده به بافت قدیمی و سنتی این شهر بود.
  • تقویت و ایمن‌سازی شبکه‌های حیاتی شهری مانند خطوط ارتباطاتی، شبکه‌های برق، آب و گاز در شهرهای بزرگ.
  • زمین‌لرزه کوبه علاوه بر تخریب خط‌های برق، آب، گاز و تلفن شهری، دو شاهراه اصلی شهر کوبه و بخش‌هایی از شبکه راه‌آهن و مترو، فرودگاه و بندر این شهر را نیز از بین برد با از بین رفتن پل‌های بزرگ شهر، تردد در منطقه زلزله زده فلج و عملیات کمک‌رسانی به ویژه در ساعت‌های نخستین پس از زلزله کاملاً ناممکن شده بود.
  • همچنین بر اثر شکسته شدن خطوط گاز شهری، آتش‌سوزی گسترده‌ای بویژه در سوی غربی کوبه رخ داد و نزدیک به هفت هزار ساختمان به طور کامل در آتش سوخت.
  • شکسته شدن لوله‌های آب در شهر کوبه نیز علاوه بر ایجاد قحطی آب، سبب شد که بسیاری از ساختمان‌های شهری که ویران نشده بودند به دلیل نفوذ آب به پی آنها، تخریب شوند.
  • کمک‌رسانی به ساختمان‌های بلند مرتبه آسیب دیده در شهر کوبه نیز بخشی دیگری از مشکلات ناشی از زلزله‌های قوی در شهرهای بزرگ را آشکار ساخت.
  • در زمان وقوع زلزله کوبه بسیاری از نیروهای کمکی و آتش‌نشانی این شهر ابزارهای لازم برای کمک رسانی به ساختمان‌های بلندمرتبه را نداشتند و درنتیجه کمک‌رسانی به این گونه ساختمان‌ها بسیار کند صورت می‌گرفت.
  •  ضرورت افزایش سطح هماهنگی میان نیروهای کمکی و دستگاههای شهری.
  • بالا بردن سطح مدیریت بحران در زمان بروز زمین لرزه‌های قوی از دیگر کاستی‌هایی بود که در جریان زلزله کوبه اهمیتش آشکار شد.نبود هماهنگی لازم میان نیروهای کمکی سبب کند شدن عملیات کمک‌رسانی در زمان زلزله شده بود و این از جمله انتقادهایی بود که به دولت وقت ژاپن وارد شد.
  •  توجه علمی و سازمان‌یافته به ناهنجاری‌های اجتماعی و مشکلات روانی.

دست‌اندرکاران دولت ژاپن پس از زمین‌لرزه کوبه تلاش داشته‌اند تا از تجربه‌های بدست آمده به خوبی بهره ببرند و حساسیت‌ها را نسبت به بروز سرپیچی از قوانین ایمنی به شدت بالا برده‌اند. بر همین اساس است که علاوه بر برگزاری مانورهای دوره‌ای و سراسری برای آمادگی دستگاه‌ها و مردم برای مقابله با آسیب‌های زمین‌لرزه، معیارها و استانداردهای ایمنی در ساختمان‌ها و زیرساخت‌های شهری را نیز تقویت کرده‌اند.

برای نمونه به دنبال این زمین‌لرزه، تاکید بیشتری بر رعایت استانداردهای ساخت وسایل گرمازا در ژاپن صورت گرفت که قطع خودکار گاز، برق و سوخت، پس از زلزله‌های شدید از آن جمله‌اند.استفاده از مصالح سبک و در عین حال مقاوم در ساختمان‌سازی و افزایش سطح آموزش عمومی از دیگر مواردی بود که بعد از زمین‌لرزه کوبه بر آن بسیار تاکید شده‌ است.قویت ایمنی زیرساخت‌های شهری مانند پل‌ها و شاهراه‌ها نیز از دیگر نکاتی است که به شدت مورد توجه دولت ژاپن قرار گرفت.

مبارزه با زلزله از مقاوم سازی تا جداسازی

خسارت‌های زلزله قابل پیش‌بینی نیست و زلزله‌های قوی‌تر از شش ریشتر می‌توانند وسایل موجود در فضای بسته را به حرکت درآورند و یا باعث سقوط و واژگونی آنها شوند که این موضوع به همراه آوار یکی از مهمترین خطرات موجود محسوب می‌شود.

موضوع دیگری که وجود دارد افزایش خطر با افزایش ارتفاع طبقات است. طبقات بالاتر ساختمان شدیدتر می‌لرزند و خسارت بیشتری به بار می‌آورند.جدیدترین فناوری مورد استفاده در ژاپن جداسازی یا ایزوله‌سازی ساختمان از لرزش نام دارد که تحقیقات مربوط به آن از 15 سال پیش آغاز شده است.در این فناوری ساختمان با استفاده از سازه‌های بلبرینگ‌ مانند از پی جدا می‌شود و در واقع نسبت به لرزش‌های پی ساختمان ایمن می‌مانداین ساختمان‌ها در زلزله‌های مختلفی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند و به گفته ساکنان، حتی در زمان وقوع زلزله‌هایی به بزرگی 8 ریشتر و بالاتر، هیچ قفسه کتابی واژگون نشده و هیچ وسیله‌ای از روی میز به زمین نیفتاده است.

 

در فناوری جداسازی ساختمان از دو نوع بلبرینگ برای ایمن‌سازی استفاده می‌شود. نوع اول بلبرینگ‌های با روکش لاستیکی است که از صفحات فولادی و پلاستیکی ساخته شده است. این بلبرینگ‌ها در دو طرف ساختمان قرار می‌گیرند.

نوع دوم بلبرینگ‌ها، عایق‌های ضدلرزه کشویی هستند که با مکانیزم کشویی خود لرزه‌ها را تا حداکثر میزان ممکن دفع و بخش کوچکی از آن را به ساختمان منتقل می‌کنند که سازه ساختمان به راحتی توانایی تحمل آن را دارد. این بلبرینگ های کشویی بین بلبرینگ‌های لاستیکی قرار می‌گیرند.در حال حاضر، این بلبرینگ‌ها تا 66 درصد میزان قدرت زلزله را دفع می‌کنند. ساختمان‌ ام‌.تی سندای و برج‌های چندقلوی سندای از جمله ساختمان‌هایی هستند که با این فناوری ساخته شده‌اند و در زلزله 9 ریشتری سال 2011 به ترتیب 14 و 23 سانتیمتر به صورت افقی جابجا شدند و هیچ آسیبی ندیدند.با وجود تمامی این نکات ایمنی، تلاش‌های سازمان‌های تحقیقاتی ژاپن بر روی روش‌های مقاوم‌سازی و مقابله با زمین‌لرزه و اجرایی کردن این تحقیقات بوسیله بخش خصوصی این کشور که نمود آن ساخت ساختمان‌های بسیار مقاوم در مقابل زمین‌لرزه است، همچنان ادامه دارد.

باوجود این دستاوردهای بزرگ، برخی از کارشناسان ژاپنی همچنان معتقدند که شهرهای بزرگ ژاپن مانند توکیو، هنوز در برابر زمین‌لرزه‌های بزرگ کاملاً ایمن نیستند و باید تلاش وسیع‌تری برای ایمن‌سازی این شهرها به عمل آید. برخی برآوردهای صورت گرفته نشان می‌دهد که در صورت وقوع زمین‌لرزه‌ای شبیه آنچه که در کوبه روی داد، در شهر توکیو اتفاق بیفتد، در این شهر حداقل یازده هزار نفر کشته و حدود یک تریلیون دلار خسارت اقتصادی وارد خواهد آمد  .

منبع ایسنا