لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه175
بخشی از فهرست مطالب
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده.................................................... 1
فصل اول: کلیات
1-1 مفهوم جداگر لرزه‌ای .................................. 3
1-2 ملاحظات مربوط به جداسازی لرزه‌ای ...................... 5
1-3 راه‌حل‌هایی برای آسیب غیر سازهای ...................... 6
1-4 اجزای اصلی سیستم‌های جداسازلرزه‌ای .................... 7
1-5 مشخصه‌های نیرو-تغییر مکان ............................ 11
1-6 اصول طراحی جداسازی لرزه‌ای ........................... 13
1-7 امکان جداسازی لرزه‌ای ................................ 14
1-8 سازه‌های مجاور........................................ 16
1-9 تاریخچه و تحقیقات ................................... 16
1-10 رویدادهای برخورد سازه‌ها در طی زلزله‌های قبل ......... 17
1-11 مطالعات در مورد کله گی (برخورد سازه‌های مجاور) در گذشته 19
فصل دوم: آیین‌نامه‌ها و روشهای طراحی
2-1 مقایسه آیین‌نامه‌هاو روشهای طراحی ..................... 24
2-2 تغییر مکان طرحDD.................................... 25
2-2-1تصحیح فرمول تغییر مکان طرح در دستورالعمل طراحی ایران 27
2-2-1-1محاسبه تغییر مکان طرح براساس آییننامه ASCE7-05..... 27
2-2-1-2 محاسبه تغییر مکان طرح............................ 28
2-2-1-3محاسبه تغییر مکان طرح براساس آییننامه 2800 ایران.. 28
2-3بیشترین تغییر مکانDM................................. 29
2-4بیشترین تغییر مکان کلDTMو بیشترین تغییر مکان کل طرح DTD 30
2-5تغییر مکان هدف حاصل از طیف لرزه‌ای و تغییر مکان هدف حاصل ازطیف زلزله حداکثر سطح خطر ........................................... 31
2-6 محدودیت‌های تغییر مکان نسبی در دستور العمل طراحی...... 32
2- 7 نتیجه مقایسه........................................ 33
فصل سوم: مبانی نظری
3-1 مدلسازی سازه‌ها با جداگر لرزه‌ای ...................... 36
3-2رکوردهای انتخاب شده .................................. 47
فصل چهارم: مدلسازی سازه‌ها با جداگر لرزه‌ای و محاسبه جداگرها
4-1 مدلسازی سازه‌ها با جداگر لرزه‌ای ومحاسبه جداگرها ...... 56
4-2 نرم‌افزار محاسباتی مورد استفاده ...................... 57
4-3 طراحی جداسازه‌ای لاستیکی با هسته سربی LRB.............. 59
4-4 محاسبه جداگر لرزه‌ای برای سازه پنج طبقه فلزی ......... 62
4-5 محاسبه نیروی جانبی زلزله با استفاده از تحلیل استاتیکی معادل 64
4-6 حداقل نیروی جانبی زلزله ............................. 66
4-7 محاسبه اولیه ابعاد جداگرهای لرزه‌ای .................. 66
4-8مدلسازی برخورد ....................................... 68
4-8-1مدل ویسکوالاستیک خطی ................................ 69
4-8-2مدل الاستیک غیر خطی ................................. 70
4-8-3مدل ویسکو الاستیک غیر خطی ........................... 70
فصل پنجم: آنالیز نمونه‌ها و استخراج نتایج
5-1 تحلیل سازه‌ها و بررسی درز لرزه‌ای بر اساس نتایج ....... 75
5-2 سازه سه طبقه بادبندی شده ............................ 79
5-3 سازه سه طبقه قاب خمشی ............................... 82
5-4 سازه پنج طبقه بادبندی شده ........................... 84
5-5 سازه پنج طبقه قاب خمشی .............................. 87
5-6 سازه هفت طبقه بادبندی شده ........................... 89
5-7 سازه هفت طبقه قاب خمشی .............................. 92
5-8 سازه ده طبقه بادبندی شده ............................ 94
5-9 سازه ده طبقه با قاب خمشی ............................ 97
5-10 تأثیر یک رکورد مشابه‌سازی شده بر سازه ومقایسه آن با نتایج کلی 101
5-1 نتیجه گیری .......................................... 117
فصل ششم: نتیجه‌گیری
6-1 نتیجه گیری .......................................... 121
6-2 پیشنهادات ........................................... 123
ضمیمه 1-آییننامه و روشهای طراحی ......................... 124
ض 1-1 آییننامه و روشهای طراحی ........................... 125
ض 1-2 انتخاب معیارها .................................... 125
ض 1-2-1 مبنای طراحی ..................................... 125
ض 1-2-2 پایداری سامانه جداساز ........................... 125
ض 1-2-3 ضریب اهمیت ...................................... 125
ض 1-2-4 گروه بندی ساختمانها بر حسب شکل .................. 125
ض 1-2-5 انتخاب روش تحلیل پاسخ جانبی ..................... 126
ض 1-2-5-1 کلیات ......................................... 126
ض 1-2-5-2 تحلیل استاتیکی ................................ 126
ض 1-2-5-3 تحلیل دینامیکی ................................ 127
ض 1-2-5-3-1 تحلیل طیفی .................................. 127
ض 1-2-5-3-2 تحلیل تاریخچه زمانی ......................... 127
ض 1-2-5-3-3 طیف‌های طرح ویژه ساختگاه ..................... 127
ض 1-2-6 روش تحلیل استاتیکی............................... 128
ض 1-2-6-1 ویژگی‌های تغییر شکل سامانه جداساز............... 128
ض 1-2-6-2 حداقل تغییر مکانهای جانبی...................... 128
ض 1-2-6-2-1 تغییر مکان طرح............................... 128
ض 1-2-6-2-2 زمان تناوب مؤثر متناظر با تغییر مکان طرح .... 128
ض 1-2-6-2-3 بیشترین تغییر مکان .......................... 128
ض 1-2-6-2-4 زمان تناوب مؤثر متناظر با بیشترین تغییر مکان 129
ض 1-2-6-2-5 تغییر مکان کل ............................... 129
ض 1-2-6-3 حداقل نیروهای جانبی ........................... 129
ض 1-2-6-3-1 سامانه جداساز و اعضای سازهای در تراز سامانه جداساز یا زیر آن ......................................................... 129
ض 1-2-6-3-2 اعضای سازهای بالاتر از تراز جداسازی .......... 130
ض 1-2-6-3-3 محدویت‌هایVs.................................. 130
ض 1-2-6-3-4 توزیع نیروها در امتداد قائم ................. 130
ض 1-2-6-3-5 محدودیت‌های تغییر مکان نسبی .................. 130
ض 1-2-6-4 روش تحلیل دینامیکی ............................ 131
ض 1-2-6-4-1 سامانه جداساز و اعضای سازهای زیر تراز جداسازی 131
ض 1-2-6-4-2 تعیین برش پایه رو سازه ...................... 132
ض 1-2-6-5 تاریخچه زمانی شتاب، شتابنگاشت ................. 132
ض 1-2-6-6 مدل ریاضی ..................................... 133
ض 1-2-6-6-1 سامانه جداساز ............................... 133
ض 1-2-6-6-2 سازه جداسازی شده ............................ 133
ض 1-2-6-6-2-1 تغییر مکان ................................ 133
ض 1-2-6-6-2-2 نیروها و تغییر مکان‌ها در اعضای اصلی ....... 134
ض 1-2-6-6-3 روشهای تحلیل دینامیکی ....................... 134
ض 1-2-6-6-3-1 زلزله‌های مورد کاربرد در تحلیل ............. 134
ض 1-2-6-6-3-2 روش تحلیل طیفی ............................ 134
ض 1-2-6-6-4 روش تحلیل تاریخچه زمانی ..................... 134
ض 1-2-6-6-5 نیروهای جانبی طرح ........................... 135
ض 1-2-6-6-5-1 سامانه جداساز و اعضای سازهای در تراز جداسازی یا زیر آن ......................................................... 135
ض 1-2-6-6-5-2 اعضای سازهای بالای تراز جداسازی ............ 135
ض 1-2-6-6-5-3 اصلاح مقادیر بازتابها ...................... 135
ض 1-2-6-6-6 محدودیت‌های تغییر مکان نسبی .................. 135
مراجع ................................................... 137
چکیده به زبان انگلیسی ................................... 143
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1 منابع دیگر انعطاف‌پذیر و استهلاک انرژی............ 11
جدول 2-1 تغییر مکان طرح در آیین‌نامه‌های دیگر ............. 26
جدول 2-2 بیشترین تغییر مکان در آیین‌نامه‌های دیگر ......... 29
جدول 2-3 بیشترین تغییر مکان کل طرحدر آیین‌نامه‌های دیگر ... 30
جدول 2-4 بیشترین تغییر مکان کلدر آیین‌نامه‌های دیگر ....... 30
جدول 2-5 تغییر مکان طرح حاصل از طیف لرزه حاصل ازطیف زلزله حداکثر سطح خطر در آیین‌نامه‌های دیگر ..................................... 31
جدول 2-6 تغییر مکان طرح حاصل از طیف زلزله حداکثر سطح خطر در آیین‌نامه‌های دیگر .................................................... 32
جدول 2-7 محدودیت تغییر مکان نسبی ........................ 32
جدول 3-1 اطلاعات سیستم سازه‌ها ............................ 36
جدول 3-2 مقاطع مصرفی مدل سه طبقه ........................ 39
جدول 3-3 مقاطع مصرفی مدل پنج طبقه ....................... 39
جدول 3-4مقاطع مصرفی مدل هفت طبقه ........................ 40
جدول 3-5مقاطع مصرفی مدل ده طبقه ......................... 41
جدول 3-6مشخصات جداگرهای لرزه‌ای (کیلو نیوتن و متر) ....... 47
جدول 3-7 مشخصات دینامیکی سازه‌های مورد مطالعه (دوره تناورب) 47
جدول 3-8مقادیر رکوردهای طبس وsrssآن و طیف استاندارد ایران برای سازه با TD برابر 5/1 ثانیه ......................................... 49
جدول 3-9اطلاعات رکوردهای زلزله ........................... 52
جدول 4- 1- مشخصات جداگرهای لرزه‌ای (کیلونیوتن ومتر) ...... 56
جدول 4- 2- مشخصات دینامیکی سازه‌های مورد مطالعه (دوره تناوب) 57
جدول 4-3 دتایل سقف کمپوزیت وگلمیخ‌ها...................... 57
جدول4-4 خواص مکانیکی بتن................................. 58
جدول 4-5 خواص مکانیکی فولاد............................... 58
جدول 4-6 وزن سقف کمپوزیت ................................ 63
جدول 5-1- نسبت تغییر مکان موجود به تغییر مکان طراحی در سازه‌های سه، پنج، هفت، ده طبقه بادبندی و قاب خمشی ......................... 99
جدول 5-2- مقدار ضربه در حین زلزله به سازه مجاور در طبقات مختلف در سازه‌های سه، پنج، هفت، ده طبقه بادبندی و قاب خمشی ................ 117
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 3-1- طیف‌های پاسخ شتاب مولفه مقیاس شده مورد استفاده در تحلیل مربوط به سازه‌های سه، پنج و هفت و ده طبقه ...................... 54
نمودار 5-1-نمودار تغییر مکان موجود به تغییر مکان طراحی بر حسب معادله فعلی دستور العمل برای سازه سه طبقه فلزی با سیستم بادبندی و سیستم قاب خمشی به نسبت طبقات .............................................. 77
نمودار 5-2 نمودار تغییر مکان موجود به تغییر مکان طراحی بر حسب معادله تصحیح شده برای سازه سه طبقه فلزی با سیستم بادبندی و سیستم قاب خمشی به نسبت طبقات ......................................................... 79
نمودار 5-3- میانگین نسبت تغییر مکان به تغییر مکان طرح تحت رکوردهای مختلف و برای سازه با سه طبقه (سیستم بادبندی) .................... 80
نمودار 5-4- نسبت تغییر مکان طبقات برای سازه با سه طبقه (سیستم بادبندی) 80
نمودار 5‑5 نمودار سازه سه طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای سیستم قاب خمشی 82
نمودار 5‑6- نسبت تغییرمکان به تغییرمکان طرح تحت رکوردهای مختلف برای سازه با سه طبقه(قاب خمشی) ....................................... 82
نمودار 5‑7 نسبت تغییرمکان طبقات برای سازه با سه طبقه (قاب خمشی) 83
نمودار 5‑8 نمودارسازه سه طبقه فلزی باجداگرلرزه‌ای سیستم بادبندی 84
نمودار 5‑9- نسبت تغییرمکان به تغییرمکان طرح تحت رکوردهای مختلف برای سازه باپنج طبقه (سیستم بادبندی) .............................. 85
نمودار 5‑10- نسبت تغییر مکان طبقات برای سازه با پنج طبقه (سیستم بادبندی) ......................................................... 85
نمودار 5‑11 نمودار سازه پنج طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای سیستم قاب خمشی 87
نمودار 5‑12 نسبت تغییر مکان به تغییر مکان طرح تحت رکوردهای مختلف برای سازه با پنج طبقه (سیستم قاب خمشی) ............................ 87
نمودار 5‑13 نسبت تغییر مکان طبقات برای سازه با پنج طبقه (سیستم قاب خمشی) ......................................................... 88
نمودار 5‑14 نمودار سازه پنج طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای سیستم بادبندی 89
نمودار 5‑15- نسبت تغییر مکان به تغییر مکان طرح تحت رکوردهای مختلف برای سازه با هفت طبقه (سیستم بادبندی) ............................. 90
نمودار 5‑16- نسبت تغییر مکان طبقات برای سازه با هفت طبقه (سیستم بادبندی) ......................................................... 90
نمودار 5‑17 نمودار سازه هفت طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای سیستم قاب خمشی 92
نمودار 5‑18- نسبت تغییر مکان به تغییر مکان طرح تحت رکوردهای مختلف و برای سازه با هفت طبقه (سیستم قاب خمشی) ....................... 92
نمودار 5‑19- نسبت تغییر مکان طبقات برای سازه با هفت طبقه (سیستم قاب خمشی) ......................................................... 93
نمودار 5‑20 نمودار سازه ده طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای سیستم بادبندی 94
نمودار 5‑21- نسبت تغییر مکان به تغییر مکان طرح تحت رکوردهای مختلف و میانگین آن برای سازه با ده طبقه (سیستم بادبندی) ................. 95
نمودار 5‑22 نمودار سازه ده طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای سیستم قاب خمشی 97
نمودار 5‑23- نسبت تغییر مکان به تغییر مکان طرح تحت رکوردهای مختلف و میانگین آن برای سازه با ده طبقه (سیستم قاب خمشی) ................ 97
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1سازه معمولی....................................... 3
شکل 1-2 سازه با کف جداسازی شده........................... 4
شکل 1-3 بالشتک‌های الاستومری............................... 8
شکل 1-4 طیف پاسخ نیروی ایده‌آل شده........................ 8
شکل 1-5 طیف پاسخ جابجایی ایده‌آل شده...................... 9
شکل 1-6 طیف‌های پاسخ برای افزایش میرایی................... 9
شکل 1-7 منحنی پسماند نیرو-تغییر مکان..................... 10
شکل 1-8 روابط ایده‌آل شده نیرو-جابجایی برای سیستم‌های جداساز 12
شکل 1-9 اصول طراحی جداسازی لرزه‌ای ....................... 14
شکل 1-10 شبیه‌سازی برخورد دو سازه مجاور................... 17
شکل 1-11خسارت ناشی از برخورد سازه دو طبقه به سازه چهار طبقه، در حین زلزله لاکیلا در ایتالیا 2009..................................... 19
شکل 1-12 اثر برخورد دو سازه مجاور در زلزله مکزکوسیتی 1995 21
شکل 2-1 طیف طرح در آییننامه ASCE7-05...................... 27
شکل 3-1 ابعاد پلان تیپ طبقات و نحوه تیرریزی .............. 38
شکل 3-2 مدل‌سازه سه طبقه فلزی با سیستم قاب بادبندی ....... 42
شکل 3-3 مدل‌سازه سه طبقه فلزی با سیستم قاب خمشی .......... 42
شکل 3-4 مدل‌سازه پنجطبقه فلزی با سیستم بادبندی ........... 43
شکل 3-5مدل یک سازه پنج طبقه فلزیقاب خمشی ................ 43
شکل 3-6 مدل‌سازه هفتطبقه فلزی با سیستم بادبندی ........... 44
شکل 3-7 مدل یک سازه هفت طبقه فلزیقاب خمشی ............... 44
شکل 3- 8 مدل یک سازه ده طبقه فلزیبا سیستمبادبندی ........ 45
شکل 3- 9- مدل یک سازه ده طبقه فلزیقاب خمشی .............. 45
شکل 3-10-نمونه یک جداگر لرزه‌ای الاستومتری با هسته سربی ... 46
شکل 3-11 رفتار غیر الاستیک غیر خطی جداگر لرزه‌ای الاستومتری با هسته سربی 46
شکل 3‑12 طیف استاندارد و رکورد مقیاس شده طبس بر اساس دستور العمل طراحی 51
شکل 4-1- مدل‌سازه پنج طبقه فلزی با سیستم قاب خمشی ........ 59
شکل 4-2-رفتار دوخطی جداساز لاستیکی با هسته سربی .......... 60
شکل 4-3-ساختمان جداساز لاستیکی با هسته سربی .............. 60
شکل 4-4-مدل‌سازه پنج طبقه فلزی با سیستم بادبندی .......... 63
شکل 4-5نمودار هیسترزیس ایده‌آل............................ 66
شکل 4‑6- رفتار دو خطی برای مدلسازی جداگرهای لرزه‌ای ...... 67
شکل 4‑7 سازه‌های مورد استفاده برای بررسی اثر برخورد ...... 68
شکل 4‑8-مدلسازی برخورد سازه سه طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای بادبندی شده با سازه سه طبقه فلزی با پایه‌گیردار ......................... 71
شکل 4‑9-مدلسازی برخورد سازه سه طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای قاب خمشی با سازه سه طبقه فلزی با پایه گیردار ............................. 72
شکل 4‑10-مدلسازی برخورد سازه سه طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای بادبندی شده با سازه سه طبقه فلزی بادبندی با پایه گیردار ................ 72
شکل 4‑11-مدلسازی برخورد سازه سه طبقه فلزی با جداگر لرزه‌ای قاب خمشی با سازه سه طبقه فلزی بادبندی با پایه گیردار ..................... 73
شکل 5-1 نیروی ضربه در طبقات سازه سه طبقه بادبندی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه سه طبقه قاب خمشی با پایه گیردار .................... 103
شکل 5-2 نیروی ضربه در طبقات سازه سه طبقه قاب خمشی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه سه طبقه قاب خمشی با پایه گیردار .................... 104
شکل 5-3 نیروی ضربه در طبقات سازه پنج طبقه بادبندی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه پنج طبقه قاب خمشی با پایه گیردار ................... 106
شکل 5-4 نیروی ضربه در طبقات سازه پنج طبقه قاب خمشی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه پنج طبقه قاب خمشی با پایه گیردار ................... 108
شکل 5-5 نیروی ضربه در طبقات سازه هفت طبقه بادبندی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه هفت طبقه قاب خمشی با پایه گیردار ................... 110
شکل 5-6 نیروی ضربه در طبقات سازه هفت طبقه قاب خمشی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه هفت طبقه قاب خمشی با پایه گیردار ................... 112
شکل 5-7 نیروی ضربه در طبقات سازه ده طبقه بادبندی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه ده طبقه قاب خمشی با پایه گیردار .................... 114
شکل 5-8 نیروی ضربه در طبقات سازه ده طبقه قاب خمشی با جداگر لرزه‌ای در کنار سازه ده طبقه قاب خمشی با پایه گیردار .................... 116
چکیده
در این تحقیق نتایج حاصل از مطالعات انجام شده بر روی سازه‌های با سیستم جداگر لرزه‌ای و اثر درز لرزه‌ای بین این سازه‌ها با ساختمانهای مجاور جهت اجتناب از برخورد آنها در زمان زلزله ارائه شده است. این تحقیق از آنرو مورد اهمیت است که، می‌توان از نتایج آن برای ارزیابی تغییر فواصل مابین سازه‌ها با در نظر گرفتن ارتفاع سازه با جداگر لرزه‌ای به سازه‌های مجاور که در معرض زلزله قرار دارند، مورد استفاده قرار بگیرد. که در واقع کمکی به اتخاذ تصمیم جهت انتخاب فاصله درست به سازه مجاور می‌باشد. اطلاعات آماری با بررسی ساختمانهای سه، پنج، هفت وده طبقه فلزی با سیستم بادبندی و قاب خمشی به طور مجزا در معرض 20 رکورد حوزه دور بدست آمده است. هریک از ساختمانها بر اثر رکوردهای زلزله انتخاب شده مورد تحلیل قرار گرفته است. فاصله بین سازه‌ها براساس مشخصات سازه‌های با جداگرلرزه‌ای تغییر می‌کند تا بتوان نتایج مناسبی را ارائه دهد، لذا در ابتدا این محدوده جداگانه در اطراف سازه با جداگر لرزه‌ای بطور مجزا در نظر گرفته شده است. پس از بدست آوردن یک محدوده مناسب با استفاده از این نتایج سازه‌های سه، پنج، هفت و ده طبقه در کنار سازه‌های قاب خمشی و بادبندی با پایه گیردار برای فواصلی که از جدول نتایج بدست آمده وتحت رکوردهای مشابه‌سازی شده مورد تحلیل قرار گرفته است، تا تأثیر استفاده از محدوده در آن بررسی شود. در مجموع به منظور بررسی تأثیر برخورد بر نیاز های لرزه‌ای سازه‌ها با جداگر لرزه‌ای 160 تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی انجام شده است. در انتهای این تحقیق با جمع بندی نتایج رابطه ای ساده و تأثیرگذار برای کاهش اثر برخورد دو سازه مجاور بدست آمد که مشخص کردن این محدوده را آسان می‌کند.
واژه‌های کلیدی: جداگر لرزه‌ای، درز لرزه‌ای، برخورد(کله گی)، مقیاس رکورد، زلزله حوزه دور
فصل اول
کلیات
1 -1 مفهوم جداگر لرزه‌ای
در ابتدا به مفهوم جداگر لرزه‌ای که بنظر می رسد یک مفهوماصلی برای این پایان نامه باشد می پردازیم تا کمی از اصول پایه مشخص شده و بعضی از پیشرفتها و مفاهیم که در این سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد معرفی گردد. لذا در این مورد از کتاب "طراحی سازه‌های ضد زلزله" ]1[ کمک گرفته شد.
پیشرفت در مورد ایمنی در برابر زلزله، حدودا از زلزله 1906 سانفرانسیکو، عمدتا به سبب قبول ترازهای نیروی رو به افزایش که ساختمانها را می‌بایست برای تحمل آنها طراحی کرد، آغاز شد. اگرچه آییننامه ها تاکنون دستور به افزایش مداوم ترازهای نیرو داده‌اند، اما یک ساختمان در مواجهه با زلزله‌های شدید حتی اگر کشسان باقی بماند، با نیروهایی مواجه میشود که چند برابر ظرفیت طراحی شده آن می‌باشد.
ساختمانهای جدید حاوی تجهیزات بسیار حساس و گرانی هستند که در تجارت، بازرگانی، آموزش و پرورش و مراقبت بهداشتی اهمیت حیاتی دارند. بیمارستان‌ها، مراکز ارتباط جمعی، مراکز اضطراری، اداره‌های پلیس و ایستگاه‌های آتش نشانی می‌بایست در زمانی که به آنها نیاز است، یعنی پس از وقوع زلزله، امکان خدمت‌رسانی داشته باشند. ساخت معمولی می‌تواند سبب ایجاد شتاب‌های بسیار زیاد در طبقات ساختمانهای سخت و تغییر مکانهای جانبی میان طبقه بزرگ در سازه‌های انعطاف‌پذیر شود. این دو عامل در تضمین ایمنی اجزای ساختمان و محتویات آن ایجاد اشکال کنند.
در چند سال اخیر، راه‌های دیگری به غیر از پاسخ غیر معقول به نیروی طبیعت به وجود آمده است که به مرحله ای رسیده است، اگر چه دارای نتیجه نباشد، دست کم کاربردی ترمی‌باشد. این مفهوم جدید راامروزه جداسازی لرزه‌ای می نامند، این مفهوم معیارهای ابداع تکنولوژیکی کلاسیک را جوابگوست. برپایی ساختمانها بر روی یک سیستم جداساز باعث کم شدن انتقال حرکت افقی زمین به ساختمان میشود. این عمل منجر به کاهش شدید شتاب‌های طبقات و تغییر مکانهای جانبی بین طبقه‌ای میشود، و بدین وسیله از محتویات و اجزای ساختمان محافظت به عمل می‌آید.
اصل جداسازی لرزه‌ای بر ایجاد انعطاف‌پذیری در پایه ساختمان در صفحه افقی مبتنی است و در عین حال از اجزای مستهلک‌شونده برای محدود کردن دامنه حرکت ناشی از زلزله استفاده می‌کند. مزایای جداسازی لرزه‌ای توانایی در حذف یا کاهش بسیار شدید آسیب سازهای و غیر سازهای، بالا بردن ایمنی محتویات ساختمان و نماهای معماری و کاهش نیروهای طرح زلزله است. کاهش پنج تا ده برابر نیروی کشسان، در نتیجه جداسازی لرزه‌ای را می‌توان به منزله کاهش بزرگی زلزله از هشت ریشتر به گستره پنج تا شش ریشتر بیان کرد]1[.
رویهم رفته پنج پیشرفت در ارتقای روش جداسازی لرزه‌ای نقش بسیار مهمی داشته‌اند]1[:
-طراحی و ساخت زیر سریهای ارتجاعی الاستومتری (لاستیکی)، که اغلب بالشتک نامیده می‌شوند، برای تحمل وزن سازه و در عین حال محافظت آن از نیروهای القا شده بر اثر زلزله.
-طراحی و ساخت مستهلک‌کننده های انرژی مکانیکی (جذب‌کننده ها)و الاستومرهای با میرایی بالا که برای کاهش حرکت در عرض بالشتک، به ترازهای عملی و قابل قبول، و مقاومت در برابر بارهای باد به کار برده می‌شوند.
-ابداع و پذیرش نرم‌افزارهای کامپیوتری برای تحلیل سازه‌های جداشده لرزه‌ای که ویژگی‌های غیر خطی مصالح وماهیت متغییر با زمان بارهای زلزله را در نظر می‌گیرد.
-توانایی در انجام آزمون‌های میز لرزان با استفاده از حرکات ثبت شده واقعی زمین ناشی از زلزله، به منظور بررسی عملکرد سازه‌ها و فراهم کردن نتایجی برای معتبر ساختن فنون مدلسازی کامپیوتری.
-ابداع و پذیرش روش‌هایی برای تخمین حرکات زمین خاص منطقه، ناشی از زلزله، برای دوره های مختلف بازگشت.
1-2 ملاحظات مربوط به جداسازی لرزه‌ای
اگر هریک از موارد زیر مطرح باشد آن گاه به جداسازی لرزه‌ای سازه نیاز است:
-افزایش ایمنی ساختمان و قابلیت بهره برداری آن پس از زلزله مطلوب باشد.
-نیروهای جانبی کاهش یافته ای برای طرح مورد نیاز باشد.
-استفاده از سازه‌های با ظرفیت شکل‌پذیری محدود (از قبیل بتن پیش ساخته )در نواحی زلزله خیزبا تغییر مکان نسبی کم مطلوب باشد.
-سازه فعلی در برابر بارهای زلزله ایمن نباشد.
برای سازه‌های جدید آییننامه های فعلی ساختمان در تمامی مناطق زلزله تغییر مکان بکار برده میشود و بنابراین ممکن است بسیاری از طراحان احساس کنند که چون الزامات آییننامه با طرحهای فعلی برآورد شود لذا به جداسازی لرزه‌ای نیاز نیست اما الزامات توصیه شده درباره نیروی جانبی که انجمن مهندسان سازه کالیفرنیا (SEAOC)]39[تهیه کرده است، بیان می‌داردکه ساختمان‌هایی که مطابق با ضوابط این آییننامه طراحی می‌شوند باید:
-بدون آسیب دیدگی در مقابل زلزله‌های خفیف مقاومت کنند.
-بدون آسیب دیدگی سازهای، اما با مقداری آسیب غیر سازهای، در مقابل زلزله‌های متوسط مقاومت کنند.
-بدون خرابی اما با آسیب دیدگی سازهای و غیر سازهای در مقابل زلزله‌های بزرگ مقاومت کنند.
این اصول عملکردی در مورد ساختمان‌هایی که با نیروهای طرح تراز آییننامه بازسازی می‌شوند، نیز صادق است.
جداسازی لرزه‌ای توانایی در ساختن ساختمانی با مشخصه های عملکردی بهتر از آنچه آییننامه فعلی می گوید را نوید می‌دهد و لذا گام بزرگی به جلو در طراحی لرزه‌ای سازه‌های مهندسی به شمار می رود. در هنگام تقویت ساختمان، نیاز به جداسازی الزامی است، و ممکن است سازه در وضعیت فعلی خود، در صورتی که زلزله رخ دهد، ایمن نباشد. در چنین حالاتی، اگر جداسازی لرزه‌ای مناسب باشد، می‌بایست میزان موثر بودن آن، در مقایسه با راه‌حل‌های دیگر از قبیل تقویت کردن ساختمان، ارزیابی شود.
1-3 راه‌حل‌هایی برای آسیب غیر سازهای
دو مکانیزم اصلی برای ایجاد آسیب غیر سازهای وجود دارد. اولی مربوط به تغییر مکان جانبی بین طبقه‌ای و دومی مربوط به شتاب‌های طبقات است. تغییر مکان جانبی بین طبقه‌ای به صورت جابجایی نسبی بین دو طبقه تقسیم بر ارتفاع طبقه تعریف میشود. شتاب‌های طبقات، شتاب‌های مطلقی هستند که در نتیجه وقوع زلزله ایجاد می‌شوند و در ساخت متعارف معمولا با افزایش ارتفاع ساختمان افزایش می یابند.
دو فلسفه طراحی مختلف در مهندسی سازه، برای کم کردن آسیب دیدگی غیر سازهای مورد بحث است. یک دسته چنین استدلال می‌کنند که ساختمانهای سخت بهترین راه‌حل هستند. ساختمانهای سخت تغییر مکانهای جانبی بین طبقه‌ای را کاهش می‌دهند، ولی شتاب‌های زیادی در طبقات ایجاد می‌کنند. دسته مقابل استدلال می‌کنند که ساختمانهای انعطاف‌پذیرراه‌حلمی‌باشد، زیرا نیروی کمتری را جذب می‌کنند و شتاب‌های طبقات را کاهش می‌دهند. اگرچه این مطلب درست است، ولی ساختمانهای انعطاف‌پذیر تغییر مکانهای جانبی بین طبقه‌ای بزرگتری دارند و در نتیجه اجزایی که به تغییر مکان جانبی حساس‌اند، شدیدتر آسیب می‌بینند.
مقاله در مورد تعیین درز لرزه‌ای در ساختمانهای فلزی با سیستم جداگر لرزه‌ای
