راهنمای طراحی و اجرای جداساز لرزه ای در ساختمان (نشریه 523)

روش های طراحی و فناوری های اجرای ساختمان های مقاوم در برابر زلزله در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری داشته است. جداسازی لرزهای سازه ها یکی از این روش هاست که با توجه به قدمت آن و تجربیات موجود در دنیا در بسیاری از موارد عملکرد مناسبی را در برابر خطرات لرزه ای وقوع یافته نشان داده و از این رو مورد اقبال مهندسان و سازندگان ساختمان ها واقع شده است. در کشور ما نیز با توجه به توسعه ی روزافزون و روند رو به رشد ساخت و ساز از یک سو و لرزه خیزی زیاد آن و خسارات قابل توجه ی که از این موضوع مترتب می گردد از سوی دیگر به کارگیری این فناوری مورد توجه قرار گرفته است. این امر در حالی است که مدارک و معیارهای فنی در این رابطه در کشور محدود است. این راهنما با هدف معرفی جزییات طراحی و در حد امکان اجرایی این فناوری و ارایه توصیه های طراحی به زبانی نسبتا ساده برای طراحان و مهندسان تهیه گردیده ا ست.

جداسازی لرزه ای عبارت است از جداکردن کل یا بخشی از سازه از زمین یا قسمتهای دیگر سازه بمنظور کاهش پاسخ لرزه ای آن بخش در زمان رویداد زلزله.

روش مرسوم طراحی لرزه ای سازه ها مبتنی بر افزایش ظرفیت سازه است. در این رویکرد طراحی لرزه ای، ایجاد ظرفیت باربری جانبی در سازه، با افزایش مقاومت و تامین شکل پذیری آن صورت می گیرد. در نتیجه اجرای این روش، ابعاد اعضای سازه ای و اتصالات افزایش یافته و در سازه، اعضای مهاربند جانبی همچون بادبند یا دیوار برشی یا سایر اعضای سخت کننده در نظر گرفته می شود. افزایش سختی سازه که جذب نیروی بیشتر ناشی از زلزله را به دنبال داشته و سبب افزایش ابعاد اعضای سازهای به منظور تامین مقاومت می شود، موجب کاهش ارزش اقتصادی پروژه می گردد. علاوه بر آن، در روش های مرسوم طراحی، به دلیل تغییر شکل های غیرخطی در اعضای سازه ای و غیر سازه ای امکان بروز خرابی در این اعضا و وقوع آسیب در اجزای غیرسازهای و تجهیزات داخل طبقه به دلیل وقوع تغییر مکان و شتاب های قابل توجه در طبقه وجود دارد. کنترل بروز آسیب در اثر زلزله به خصوص در تکان های نسبتا شدید کار دشواری خواهد بود. بر اساس مشاهدات پس از رویداد زلزله های شدید، سازه های ساخته شده بر اساس روش های مرسوم طراحی و ساخت، مقادیر شتاب قابل توجهی را در طبقات تجربه می کنند که این امر در نهایت سلب آرامش از ساکنان ساختما ن های بلند، آسیب در اجزای غیر ساز های و تجهیزات و احتمال قطع خدمات ارایه شده از شبکه های مختلف در شریان های حیاتی مانند تلفن، حمل و نقل، بیمارستان ها، برق و آب را به همراه دارد .

بنابراین برای دسته ای از سازه ها مانند بیمارستان ها، ساختمان های دارای ارزش هنری، پل های مهم، نیروگاه های برق، موزه ها، ساختمان هایی که آسیب در آنها تهدیدی برای محیط زیست خواهد بود و سازه های مهمی که در مناطق با احتمال وقوع زلزله های شدید قرار دارند، روش طراحی بر اساس شکل پذیری ممکن است مناسب ترین روش نباشد. علاوه بر این با افزایش سطح نیازهای شهری هزینه های قابل توجه ی صرف ایجاد شریان های حیاتی و سازه های موجود خواهد شد. این امر نیاز به پیش بینی تمهیدات لازم برای ارتقای سطح ایمنی این بناها در برابر رویداد احتمالی زلزله را به همراه دارد.

با پیشرفت دانش فنی و تجربه ی زلزله های شدید، به مرور تغییراتی در آیین نامه های طراحی سازه ها به وجود آمده و ضمن تغییر در فلسفه ی طراحی سازه ها، فناوری هایی همچون کنترل لرزهای غیرفعال سازه ها به کار گرفته شده است. جداسازی لرزه ای نیز، با هدف کاستن آسیب لرزه ای در طراحی و ساخت سازه های با اهمیت زیاد پیشنهاد می گردد. با استفاده از این روش، رفتار دینامیکی سازه در حد امکان، در محدوده ی از قبل پیش بینی شده قرار گرفته و میزان آسیب های لرزه ای به اجزای سازه ای و غیر سازه ای کاهش می یابد.