ساخت‌و‌ساز لرزه‌ای قوی

زمین‌لرزه‌هایی که در ماه‌های آوریل ومی در نپال رخدادند؛ باردیگر توجه صنعت ساخت‌و‌ساز و رهبران جهانی را به موضوع از دست دادن جان و مال در اثر رویدادهای لرزه‌ای متمرکز کرده است. بیش از 8600 نقر در اثر همین دو زمین‌لرزه جان خود را از دست دادند و بیش از نیم میلیون ساختمان تخریب شدند و بسیاری از ساکنان منطقه را در معرض باران‌های موسمی ِ آتی رها ساخت.
بسیاری از دولت‌ها به تهدیدات لرزه‌ای پاسخ‌گو می‌باشند. «گریک هِرمن» مدیر پروژه موسسه ITT گفت: " بازار برای فن‌آوری‌های جذب انرژی در کاربری‌های لرزه‌ای (مثل میراگر) در حال گسترش می‌باشند؛ همان طوری که نیازهای دولت جهانی در حال تغییر به محافظت از سرمایه‌های حیاتی، نزول اقتصاد و از دست رفتن جان مردم می‌باشد. امروزه ساخت‌و‌سازهای جدید و بهسازی‌های سازه‌ای بایستی تجهیزات جذب انرژی را برای کم کردن چنین مسائلی در نظر گیرد. محافظت لرزه‌ای یک چاره تلقی نمی‌شود؛ بلکه تکنولوژی‌های جذب انرژی به طور فزاینده‌ای برای کم کردن نگرانی‌های ناشی از بارهای لرزه‌ای و نیروی باد استفاده می‌شوند". در توضیح تولیدات کارخانه وی اشاره کرد که: " میراگرهای ویسکوز مایع (FVDها) دستگاه‌هایی هستند که با تبدیل انرژی جنبشی به گرما بالاخص در اثر تحریکات متعدد کار می‌کنند. FVDها دستگاه‌های مبتنی بر سرعت‌اند؛ که نیروی میرایی یا سختی را به یک سازه مهیا نمی‌سازند مگر اینکه سازه تحت تحریکات بیرونی قرار گیرد. تکنولوژی‌های FVD از جریان مایعات داخلی و هندسه‌‌ی دهنه‌های سفارش داده شده، برای به دست آوردن انواع ویژگی‌های خطی و غیرخطی استفاده می‌کنند. در حالی که استفاده از FVD به عنوان تجهیزات اتلاف کننده‌ی انرژی در یک سازه، باعث افزایش نسبت میرایی بحرانی، کاهش ضریب بزرگنمایی دینامیکی و در نتیجه کاهش پاسخ دینامیکی سازه در حین زلزله می‌گردد."
«هرمن» اضافه کرد: "طراحی‌ها و تکنولوژی‌های مختلفی برای جذب انرژی وجود دارند که به نوع کاربرد میراگرهای سازه‌ای وابسته است. انتخاب تکنولوژی مناسب جهت مهیاسازی حفاظت سازه‌ای صحیح، کار حساسی است. چنین انتخاب‌هایی براساس نوع کاربری است؛ همان طور که برای تقاضاهای مختلف پل‌ها، سازه‌ها (در قاب‌های سازه‌ای به ازای پایه‌های پل)، سیستم‌های میرایی جرمی مختلفی وجود دارد."
وی چنین تفاوت‌هایی را پر رنگ کرد:
• اغلب پل‌ها و جداگرهای پایه روزانه در معرض تحریکات باد، حرارت و ترافیک هستند. FVD برای چنین کاربری‌ای بایستی قادر به مقاومت در برابر شرایط سخت و کمک به طول عمر طولانی پل باشد.
• برای سازه‌ها، فرکانس تحریک به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از فرکانس تحریک پل‌هاست. FVD برای این کاربری‌ها بایستی برای تحمل پریودهای بالای نصب‌های استاتیکی به همراه ویژگی طول عمر زیاد طراحی گردند.
• اغلب برای سیستم‌های میرایی جرمی، میراگر خطی پیشنهاد می‌شوند چرا که چنین کاربری‌هایی در فضاهای تنگ، انرژی بالایی را نیاز دارند.
هنگامی‌که به بحث هزینه رسیدیم؛ «هرمن» گفت که FVD می‌تواند راه‌حلی مقرون به صرفه باشد. "در بررسی کل هزینه‌ها، اضافه کردن FVD برای اتلاف انرژی، می‌تواند راه‌حلی مقرون به صرفه باشد. مخصوصاً هنگامی که با منبعی جهت نشان دادن میزان کاهش خطرپذیری در هر المان همراه گردد. از آنجایی که FVD توانایی کاهش تنش و جابجاییِ سازه را داراست، به مصالح کمتری نیاز دارد و درنتیجه کل هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
در کارخانه مهاربند قویِ Simpson واقع در پلیزانتون کالیفرنیا، «الیزابت راجز» مدیر پروژه ارتباطات و بازاریابی شاهد افزایش تقاضای سازه‌های چوبی چند طبقه به دلیل داشتن قاب‌های سبک بود. "چالش‌های طراحی پیچیده‌ای به خصوص در سازه‌های چند طبقه وجود دارد چرا که چنین سازه‌هایی بایستی فعالیت‌های لرزه‌ای یا رخدادهای بادی را تحمل کنند. سیستم انکر Tiedownمان برای مهار دیوارهای برشی در حال واژگون شدن و سیستم مقاوم‌مان در برابر uplift سقف‌ها، برای رسیدگی به این چالش‌ها می‌باشند. مهارهایِ Simpson دارای همه‌ی نیازهای مهندسان هستند تا طراحی‌ ایمن متناسب با مصالح به‌ویژه مناسب با نوع کاربری انجام دهند."
«راجز» توضیح داد که کارخانه پیشنهادات جدیدی نیز دارد:
• آیین‌نامه طراحی سیستم‌های مهاری قویِ Simpson (F-LSRS15) به صورت چاپی و یا جهت دانلود موجود می‌باشد. این فایل جدید طراحان را از طریق چالش های ویژه و راه‌حل‌های ممکن راهنمایی می‌کند تا به ساخت قاب‌های سبک چند طبقه، محافظت از دیوارهای برشی در حال واژگون و حفاظت از سقف‌های در معرض uplift باد توسط سیستم‌های مهاری قوی Simpson بپردازند.
• تجهیزات مهاری قویِ Simpson، RTUDS و RTUD6 تولیدات تازه‌ای‌اند و دارای محصولات مقرون به صرفه برای قطرهای 8/5 اینچی و 4/3 اینچی به صورت رزوه شده هستند.
• مهار قویِ Simpson کاملاً برای بتن دال تکیه‌گاه بالکن مورد بررسی و آزمایش عملی قرار گرفته تا به طراحان موارد اضافی موقع طراحی قاب سازه‌ای سبک بر روی دال بتنی بالکن را مهیا سازد. جزئیات ویژه‌ی آرماتورهای مهاری موجود در ACI318 (مقررات لنگرگاه) اجازه می‌دهد تا در دال‌های کم عمق بتنی بالکن‌ها، همه‌ی ظرفیت کششی مهارها بسیج گردد. جهت دیدن جزئیات مهار به دال بالکن، نیازهای طراحی دال و اطلاعاتی در مورد تولید مهار دال کم عمق بالکن، طراحان می‌توانند به سایت www.strongtie.com/srs مراجعه کنند.
• برای سایر شرایط مهار پی‌ها، ابزارهای طراحی، مثل نرم‌افزار طراحی مهار قویِ Simpson موجود می‌باشد تا طراحان را در مورد مقررات پیچیده‌ی مهاری موجود در ACI318 (مرجع آیین‌نامه طراحی) یاری دهند. همچنین محصولات دیگری مثل پیچ‌های مهاری پیش‌مونتاژ شده موجود می‌باشند.
«راجز» اضافه کرد: "از آنجایی که هیچ دو سازه‌ای مشابه هم نیستند؛ هر پروژه‌ای به صورت بهینه براساس خصوصیت فردی طراح، طراحی می‌شوند."
"گرچه حدود 60 سال می‌باشد که Devices Taylor، میراگرهای خاص و محصولات کنترل حرکت را طراحی و تولید کرده ولی چنین تجهیزاتی برای سازه از اواسط دهه‌ی 1990مورد استفاده قرار گرفته است. ما از آن زمان تا الان تجهیزات میرایی و فنرهای خاصِ بیشتر و بیشتری برای سازه‌ها مهیا ساخته‌ایم که قبلاً برای کاربری‌های نظامی و هوافضا واجد شرایط بوده‌اند."
Alan Klembczyk می‌گوید که Devices Taylor بیش از 600 پروژه‌ی ساختمانی در سراسر جهان دارد؛ که برخی از آن‌ها دارای ترکیبی از میراگر و فنر با آرایش سری و یا موازی است." ویژگی بزرگ محصولات میرایی Taylor به خاطر سرعت خروجی متناسب با سرعت ورودی است و تنها محصول سازه‌ای است که امروزه استفاده می‌شود که همراه پاسخ سازه‌ای (اجازه‌ی کاهش تنش) و شتاب و کاهش تغییر شکل عمل می‌کند.
وی اضافه کرد که از آنجایی که کارخانه، محصولات تازه‌ای را با رفتار غیرخطی گسترش داده، امروزه مهندسان سازه می‌توانند این اعضای جانبی را به کار گیرند. "تجهیزات‌مان می‌تواند نمونه‌های خطی و غیرخطی، فنرهای خطی و غیر خطی، مکانیزم‌های پیش‌بارگذاری شده برای دریفت‌ صفر در حین اعمال بارهای ورودی کوچک، عمر زیاد در اثر سیکل‌های زیاد با هیچ گونه شکست ناشی از خستکی در طول دهه‌ها کارکرد، تجهیزات بدون اصطکاک محدود شونده توسط نیرو و واحدهای انتقال دهنده‌ی شوک را در خود جای دهد. ترفندهایمان در حل مسائل دینامیکی و سازه‌ای در طول مدت 6 دهه رشد کرده است."
وی در مورد پروژه‌های محلی اشاره کرد که اخیراً کارخانه، بیش از 100 میراگر غیر‌خطی را به پروژه ساختمان جدید دادگاه سان‌دیاگو تحویل داده است. این میراگرها توسط نرم‌افزار Skidmore و Owings & Merrill LLP (SOM) مدل‌سازی و تحلیل شده‌اند که این نرم‌افزارها دارای دو ناحیه‌ی مجزای نیرو در برابر سرعت اند. موقعی که باد می‌وزد و سازه سرعت‌های پایینی را تحمل می‌کند؛ خطی اند و زمانی که رخدادهای لرزه‌ای به وقوع می‌پیوندند بازه‌ی سرعت بالاست وارد ناحیه‌ی غیرخطی می‌شوند. وی در انتها افزود: "کسب‌و کار خوب شده است و فروش و خط‌های تولیدمان در حال توسعه‌اند."

ترجمه شده توسط تیم خبری 808 

منبع:+