هدف از استفاده از تجهیزات لرزه‌ای در ساختمان‌ها چیست؟
بیشتر مناطق کشور ما زلزله‌خیز هستند و خطر وقوع زلزله در این مناطق از شدت و فراوانی مختلفی برخوردار است. این زلزله‌ها تاکنون باعث بروز خسارت‌های مالی و جانی زیادی شده‌اند. همین امر بر لزوم مقاوم‌سازی سازه‌ها تأکید دارد. در این بین استفاده از تجهیزات لرزه‌ای مختلف در سازه‌ها به‌منظور مقاوم‌سازی آنها بسیار رایج شده است. روش‌های مختلفی برای جلوگیری از انتقال تمام انرژی ناشی از زلزله به سازه وجود دارد و این روش‌های مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله در چند سال اخیر پیشرفت زیادی کرده است.
استفاده از روش‌های کنترل لرزه‌ای مختلف و تجهیزات لرزه‌ای مناسب در طراحی و اجرای سازه‌ها، در چند سال اخیر به‌منظور مقابله با اثرات سوء زلزله بسیار مفید بوده است. امروزه استفاده از تجهیزات لرزه‌ای به‌عنوان یک روش نسبتاً جدید در ساختمان‌ها به ما در جهت کاهش خسارت‌های ناشی از زلزله کمک می‌کند.
وظیفه اصلی تجهیزات محافظت لرزه‌ای افزایش زمان تناوب سازه و جداسازی سازه از زمین است. این امر به سازه کمک می‌کند تا کمترین میزان تغییرات جانبی را تجربه کند. انواع تکنیک‌های کنترل سازه شامل سیستم کنترل فعال، نیمه فعال و غیرفعال است. در سیستم کنترل فعال پاسخ سازه توسط نیروهای خارجی و انرژی وارد بر سازه کاهش پیدا می‌کند. فرق سیستم‌های نیمه فعال با سیستم‌های فعال این است که آنها به انرژی کمتری برای کاهش زمین‌لرزه نیاز دارند. در نهایت در مورد سیستم‌های کنترل غیرفعال می‌توان گفت این سیستم‌ها بیشتر انرژی ورودی زلزله را کاهش داده و از بین می‌برند.
انواع تجهیزات لرزه‌ای به‌منظور محافظت سازه‌ها در برابر زمین‌لرزه
یکی از انواع تجهیزات لرزه‌ای، جداگرهای لرزه‌ای است. نحوه کار جداگرهای لرزه‌ای کاهش تغییرشکل جانبی سازه است. همچنین این جداگرها نقشی در افزایش مقاومت سازه ندارند. از انواع دیگر تجهیزات محافظت لرزه‌ای می‌توان به میراگرها اشاره نمود. مهمترین ویژگی یک میراگر ایجاد انعطاف‌پذیری است که این انعطاف‌پذیری باعث افزایش زمان تناوب سازه می‌شود. از دیگر تجهیزات لرزه‌ای می‌توان به سنسورهای لرزه‌نگار و شتاب‌نگار اشاره نمود.
مزایای استفاده از تجهیزات لرزه‌ای شامل موارد زیر است:
- کاهش چشمگیر آسیب‌های جانی
- جلوگیری از خرابی سازه
- جلوگیری از خسارت‌های غیر سازهای مانند تأسیسات الکتریکی و مکانیکی، نازک‌کاری‌ها و غیره
- ایجاد ارزش افزوده برای ساختمان به هنگام فروش آن به دلیل استفاده از فناوری روز دنیا
- به کمک استفاده از تجهیزات لرزه‌ای مناسب پروژه شما خاص و برند می‌شود.
- باتوجه به کاهش نیروی اعمالی زلزله به سازه، هزینه‌های وارده بر ساختمان، با کاهش ابعاد المانهای سازهای، کاهش می‌یابد.
امروزه دو رویکرد به‌منظور بهسازی ساختمان‌ها در برابر زلزله وجود دارد. یکی استفاده از تجهیزات محافظت لرزه‌ای مناسب مانند جداگرهای لرزه‌ای و میراگرها است و دیگری ساخت ساختمان‌های مقاوم است که اعضای آن می‌توانند در برابر بارهای لرزه‌ای مقاومت کنند.
استفاده از جداگرهای لرزه‌ای در ساختمان‌ها به‌عنوان یکی از تجهیزات لرزه‌ای
از جداگرهای لرزه‌ای به‌عنوان یک سیستم کنترل ارتعاشات در ساختمان‌ها و پل‌ها استفاده می‌شود. تمرکز این روش بر روی کاهش نیرو و شتاب زلزله و در کل کاهش پاسخ لرزه‌ای است. اصل جداسازی لرزه‌ای به معنای ایجاد انعطاف‌پذیری در پی ساختمان است. این در حالی است که از میرا کننده‌ها به‌منظور محدود کردن دامنه حرکت سازه ناشی از زمین‌لرزه استفاده می‌شود.
زمانی که یک ساختمان بر روی جداگرهای لرزه‌ای قرار می‌گیرد از انتقال بخش عظیمی از حرکات افقی زمین به سازه جلوگیری می‌شود. این امر به‌شدت شتاب و تغییر مکان بین طبقات را کاهش می‌دهد. در این روش جداگرها ترجیحاً در تراز پی نصب می‌شوند. زمانی که جداگرها نصب می‌شوند، تغییر شکل‌های جانبی در آنها متمرکزشده و باعث کاهش تغییر شکل‌های نسبی طبقات بالای خود می‌شوند.
لازم است در اینجا این نکته را نیز ذکر کنیم که استفاده از جداگرهای لرزه‌ای برای کل ساختمان است و نمی‌توان از آنها در بخشی از سازه استفاده نمود. علت این امر هم جلوگیری از تفاوت جابه‌جایی در دو بخش ساختمان است.
استفاده از میراگرهای لرزه‌ای در ساختمان‌ها به‌عنوان یکی از تجهیزات لرزه‌ای
یکی از ایمن‌ترین و کارآمدترین روش‌های محافظت از سازه‌ها در مقابل زلزله، استفاده از میراگرهای لرزه‌ای در ساختمان‌ها است. بیش از سه دهه هست که بسیاری از کشورهای پیشرفته ازجمله ایالات‌متحده، ژاپن، نیوزیلند و … به‌جای افزایش مقاومت یا سختی سازه با استفاده از مهاربند و دیوار برشی در برابر زلزله، رو به استفاده از میراگرهای لرزه‌ای به‌عنوان مستهلک کننده‌های انرژی آورده‌اند. یکی از خصوصیات ذاتی مصالحی که در طبیعت موجود هست، میرایی است.
زمانی که ضریب الاستیسیته یک ماده مشخص باشد می‌توان محاسبات لازم در خصوص مصالح تشکیل‌دهنده آن ماده را انجام داد. همین امر نیز در مورد میراگرهای لرزه‌ای صدق می‌کند. زمانی که از میرایی یک ماده اطلاعات کافی در اختیار داشته باشیم، می‌توانیم به تحلیل دقیق‌تر رفتار ارتعاشی مصالح دست پیدا کنیم. تجهیزات میراگر به طرق مختلف وظیفه استهلاک انرژی لرزه‌ای را بر عهده دارد. همین امر ارتعاشات ناشی از بار زلزله و باد را کاهش می‌دهد. می‌توان در سازه‌های فولادی و بتنی از انواع مختلف سیستم میراگر استفاده نمود. در ساختمان‌های بلند استفاده از میراگر در کنار مهاربند به کاهش قابل‌توجه تغییرمکان نسبی کمک می‌کند.
استفاده از سنسورهای شتاب‌نگار HAT به‌عنوان یکی دیگر از تجهیزات لرزه‌ای
سنسورهای شتاب‌نگار HAT به ثبت جنبش زمین می‌پردازند. به کمک این امر می‌توان به پایش رفتار سازه‌ها و یا کاهش خسارت‌های ناشی از زلزله پرداخت. امروزه از این سنسورها در تمامی نقاط دنیا برای ثبت جنبش زمین استفاده می‌شود. هدف اصلی از استفاده از این سنسورها، شناسایی رفتار سازه است. در نتیجه با استفاده از این سنسورها می‌توان رفتار سازه را به‌طور مداوم پایش نمود.
مهمترین مزیت سنسورهای شتاب‌نگار HAT دقت بسیار بالای آنها و تولید داخلی و قیمت پایین این محصول در مقایسه با نمونههای مشابه خارجی است. مهمترین کاربرد استفاده از این سنسورها، اعلام هشدار چند ثانیه قبل از رخداد زمین‌لرزه است. می‌توان گفت ساخت این سنسورها گامی نخست به‌منظور راه‌اندازی یک سامانه هشدار سریع در ایران است. سنسورهای شتاب‌نگار HAT از دو بخش تشکیل شده‌اند که به شرح زیر است:
- سنسور
- پایانه کنترل از راه دور به‌منظور انتقال داده‌ها
نکات زیادی در مورد تجهیزات لرزه‌ای وجود دارد که خارج از حوصله این مقاله است. شرکت ارزیابی و تأمین ایمنی لرزه‌ای مأمن ایرانیان با بهره‌گیری از فنّاوری روز و استفاده از دقیق‌ترین سنسورهای شتاب‌نگار HAT که از آن در حساس‌ترین پروژه‌های کشور مانند نیروگاه اتمی بوشهر استفاده می‌شود، آماده خدمت‌رسانی در زمینه ارائه تجهیزات لرزه‌ای و پایش سلامت سازه‌ها به شما است.
