پی مجهز به میراگر لرزه‌ای؛
مشخصات فنی و جزئیات اجرایی
پی مجهز به میراگر، سامانه‌ای است که در آن یک یا چند مستهلک‌کننده انرژی لرزه‌ای در مسیر انتقال نیرو بین سازه و پی، یا در اجزای مهاربندی‌شده مرتبط با آن، قرار می‌گیرد تا بخشی از انرژی زلزله به‌صورت کنترل‌شده تلف شود.
نکته مهم این است که میراگر معمولاً جایگزین فونداسیون بتن‌آرمه نیست؛ بلکه به‌عنوان بخشی از یک سیستم یکپارچه سازه، اتصال، میراگر و پی طراحی می‌شود. هدف می‌تواند کاهش تغییرمکان، کاهش تقاضای نیرو در برخی اعضا یا محدودکردن آسیب سازه باشد، نه حذف کامل اثر زلزله.
۱. انواع میراگر قابل استفاده در سیستم پی
۱. میراگر اصطکاکی
انرژی از طریق لغزش کنترل‌شده سطوح در تماس تلف می‌شود. نیروی فعال‌شدن، ظرفیت لغزش، پیش‌تنیدگی پیچ‌ها و دوام چرخه‌ای باید مشخص باشند.
کاربرد احتمالی: اتصالات فولادی قابل‌دسترسی در پایه سازه یا قاب مهاربندی‌شده.
۲. میراگر فلزی تسلیم‌شونده
با تغییرشکل غیرالاستیک کنترل‌شده قطعه فلزی، انرژی زلزله جذب می‌شود. ظرفیت تسلیم، شکل‌پذیری، خستگی کم‌چرخه و قابلیت تعویض قطعه اهمیت دارند.
کاربرد احتمالی: سامانه‌های پایه و مهاربندی دارای قطعه تسلیم‌شونده.
۳. میراگر ویسکوز
با حرکت پیستون درون سیال، انرژی مستهلک می‌شود. نیروی میراگر به سرعت حرکت وابسته است و ظرفیت نیرو، کورس، دما و آب‌بندی باید بررسی شوند.
کاربرد احتمالی: بین دو بخش سازه‌ای یا قاب مهاربندی‌شده متصل به سامانه پایه.
۴. جداگر لرزه‌ای با قابلیت اتلاف انرژی
جداگرهای لاستیکی سربی یا سامانه‌های مشابه بین روسازه و زیرسازه قرار می‌گیرند و حرکت نسبی را کنترل می‌کنند. این فناوری از نظر عملکرد با میراگر متعارف تفاوت دارد، هرچند می‌تواند هم‌زمان انرژی نیز مستهلک کند.
کاربرد احتمالی: ساختمان یا تأسیسات دارای طراحی اختصاصی جداسازی لرزه‌ای.
۲. شماتیک مفهومی اتصال میراگر به سازه و پی
در یکی از آرایش‌های ممکن، میراگر به‌صورت قطری بین یک نقطه از قاب سازه و تکیه‌گاه متصل به پی نصب می‌شود. در این حالت، باید مسیر انتقال نیروی میراگر تا فونداسیون به‌طور کامل طراحی شود.
ستون یا قاب سازه
انتقال نیروی جانبی زلزله
اتصال فولادی و میراگر
اتصالات، پیچ‌ها یا پین‌ها و قطعه مستهلک‌کننده
بلوک یا تیر بتن‌آرمه مهاری
کنترل برش، خمش، کشش مهارها و انتقال نیرو
فونداسیون و خاک زیر آن
شماتیک مفهومی است، نه نقشه اجرایی یا جزئیات یک سیستم تأییدشده.
این آرایش صرفاً نمونه‌ای از یک روش اتصال است. در پروژه‌های دیگر، میراگرها در دهانه‌های مهاربندی‌شده نصب می‌شوند یا از جداگرهای لرزه‌ای در تراز پایه استفاده می‌شود. محل نصب باید با توجه به سازوکار واقعی سیستم انتخاب شود.
۳. محاسبات و مشخصات فنی موردنیاز
برای طراحی این سامانه، حداقل اطلاعات زیر باید از تحلیل سازه و مشخصات دستگاه میراگر استخراج شود.
پارامتر اطلاعات طراحی
نیروی طراحی میراگر نیروی بیشینه کششی و فشاری در زلزله
کورس حرکتی بیشینه جابه‌جایی رفت‌وبرگشتی مجاز دستگاه
سختی و رفتار نیرو ـ تغییرمکان رابطه رفتاری میراگر در تحلیل سازه
انرژی قابل استهلاک انرژی جذب‌شده در چرخه‌های بارگذاری
اتصال به پی نیروی پیچ‌ها، صفحه‌ستون، بولت‌ها و مهارهای بتن
بتن و آرماتور پی مقاومت خمشی، برشی، پانچ و گسیختگی موضعی
پایداری پی لغزش، واژگونی، ظرفیت باربری و نشست
کنترل کیفیت آزمون‌های نمونه اولیه، بازرسی تولید و کنترل نصب
برای نمونه، در میراگر ویسکوز معمولاً رابطه نیرو و سرعت به شکل زیر مدل می‌شود:
F_d=C\,|v|^\alpha\,\operatorname{sgn}(v)
که در آن:
* : نیروی میراگر
* : ضریب میرایی دستگاه
* : سرعت نسبی دو سر میراگر
* : نمای رفتار سرعتی دستگاه
مقادیر و باید از مشخصات معتبر دستگاه و آزمایش‌های مربوط به آن تعیین شوند؛ این رابطه به‌تنهایی برای تعیین ابعاد فونداسیون کافی نیست.
۴. روند طراحی و اجرای پروژه
* تهیه گزارش ژئوتکنیک و تعیین مشخصات خاک و ظرفیت باربری.
* مدل‌سازی سازه و تعیین نیروها و تغییرمکان‌های مورد انتظار در محل نصب میراگر.
* انتخاب نوع میراگر و بررسی مشخصات آزمایشگاهی و ظرفیت چرخه‌ای آن.
* طراحی اتصالات فولادی، بولت‌ها، آرماتورهای مهاری و بدنه پی برای نیروهای منتقل‌شده.
* انجام تحلیل لرزه‌ای متناسب با سیستم، کنترل تغییرمکان نسبی و ارزیابی عملکرد سازه و پی.
* کنترل کیفیت ساخت، نصب، دسترسی برای بازرسی و امکان تعمیر یا تعویض میراگر.
راهنماهای FEMA بر ضرورت بررسی عملکرد واقعی تجهیزات مستهلک‌کننده و کنترل کیفیت تولید و نصب تأکید می‌کنند.
۵. برای تعیین مشخصات اجرایی پروژه شما
برای اینکه بحث از معرفی فناوری به طراحی کاربردی برسد، باید نوع سازه مشخص باشد. به‌خصوص اگر قرار است این روش برای یک پروژه ساختمانی یا سازه آبی استفاده شود، آرایش نیروها و شرایط خاک تفاوت زیادی خواهد داشت
