سیستمهای لاستیكی طبیعی و مصنوعی با میرایی كم به همراه صفحات فولادی 

این جداسازها ترکیبی از ورقه های لاستیکی هستند که با ورقه های نازک فولادی مسلح شده اند. 

ﺟﺪاﺳﺎزﻫﺎي ﻻﺳﺘﻴﻜﻲ ﺑﺎ ورﻗﻪﻫﺎي ﻓﻮﻻدي ﻳﻜﻲ از ﺟﺪاﺳﺎزﻫﺎﻳﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﻧﻴﺎز ﺑﻪ اﻧﺘﻘﺎل دوره ي ﺗﻨﺎوب ﻃﺒﻴﻌﻲ ﺳﺎزه و وﻇﻴﻔﻪي ﺟﺪاﻧﻤﻮدن ارﺗﻌﺎش روﺳﺎزه از ﺑﺴﺘﺮ ﺧﻮد را ﺑﺮاي ﻣﻬﻨﺪﺳﺎن و ﻃﺮاﺣﺎن ﺑﺮآورده ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ. ﺟﺪاﺳﺎزﻫﺎي ﻻﺳﺘﻴﻜﻲ ﺑﺎ ورﻗﻪﻫﺎي ﻓﻮﻻدي از ورﻗﻪﻫﺎي ﻧﺎزك ﻻﺳﺘﻴﻜﻲ و ﻓﻮﻻدي ﻛﻪ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺮ روي ﻫﻢ ﭼﻴﺪه ﺷﺪه و ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر و ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪاي ﻣﺘﻮرق و ﻳﻜﭙﺎرﭼﻪ در ﻣﻲآﻳﻨﺪ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪهاﻧﺪ.                                            

اﻳﻦ ﺟﺪاﺳﺎزﻫﺎ ﻛﻪ در اﺑﺘﺪا ﺑﺮاي اﻳﺠﺎد اﻧﻌﻄﺎفﭘﺬﻳﺮي در ﭘﺎﻳﻪي ﭘﻞﻫﺎ در زﻣﺎن اﻧﺒﺴﺎط و اﻧﻘﺒﺎض آنﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ، ﺑﻌﺪﻫﺎ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر رﻓﻊ ﻣﺸﻜﻞ ارﺗﻌﺎش ﻧﺎﺷﻲ از ﺣﺮﻛﺖ ﻗﻄﺎرﻫﺎي زﻳﺮزﻣﻴﻨﻲ ﻛﺎرﻛﺮد ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ از ﺧﻮد ﻧﺸﺎن دادﻧﺪ.

انواع لاستيك مورد استفاده در جداساز هاي لاستيكي

لاستيك ها يا الاستومرها تركيباتي از پليمرها، فيلرها (پركننده ها)، روغن، شتاب دهنده ها، مواد ضد ازن، مواد ديرگير و كندگيركننده
هستند كه با هم مخلوط و توسط حرارت با هم تركيب و ولكانيزه م يشوند.
لاستيك هايي كه بيش ترين كاربرد را در جداساز هاي لاستيكي دارند عبارتند از: لاستيك طبيعي، نئوپرن، بوتيل و نيتريل. همه ي اين
لاستيك ها تحت بارگذاري، فرآيند "كريستالي شدن كرنشي" را از خود نشان مي دهند. اين ويژگي بروز ترك در لاستيك را محدود كرده
همچنين باعث م يشود تا در كرنش هاي زياد سختي برشي لاستيك افزايش يافته و از تغيير مكان بي رويه به نحوي جلوگيري گردد. البته
اين ويژگي را نبايد به عنوان يك عامل ايمني در برابر تغييرمكان هاي جانبي به هر مقدار در نظر گرفت.

توجه به اين امر ضروري است كه هم هي لاستيك ها ويژگي كريستالي شدن را ندارند. به عنوان مثال لاستيك استايرن بوتادين
داراي ويژگي كريستالي شدن كرنشي نيست و نبايد به عنوان لاستيك در جداساز ها استفاده شود. مشخصات مكانيكي لاستيك (SBR)
طبيعي مانند مقاومت در مقابل پارگي، مقاومت و خستگي در تغيير مكا نهاي زياد، خزش و خصوصيات آن در دماي پايين، از بيش تر
لاستيك هاي مصنوعي كه براي ساخت جداسازهاي لرز هاي مورد استفاده قرار مي گيرند بهتر است. بنابراين لاستيك طبيعي و پس از آن
نئوپرن بيش تر از هرگونه لاستيك ديگري در ساخت اين امكانات مورد استفاده قرار مي گيرند. لاستيك هاي بوتيل براي استفاده در دماي
پايين و لاستيك هاي نيتريل براي موارد محدودي در سازه هاي دريايي استفاده شد ه اند.
نسبت ميرايي به دست آمده از اين جداساز ها بسيار كم و در محدوده ي 2 تا 4 درصد ميرايي بحراني است. از اين رو طراح در زمان به
كارگيري اين نوع جداساز بايد به كمك ساز و كاري ديگر استهلاك انرژي مورد نياز را تامين نمايد.

عملكرد در برابر بارهاي فشاري

در جداساز هاي لاستيكي با ورقه هاي فولادي با فرض يكسان بودن ارتفاع لايه ها، اگر ضخامت لايه هاي لاستيك را كاهش داده و
تعداد آن را افزايش دهيم (ضريب شكل يك بعدي بزر گتر) به سختي قائم جداساز افزوده و نيرو و تغييرشكل رابط هي خطي پيدا خواهند
كرد. از سوي ديگر با ضخيم تر شدن ضخامت يك لايه ي لاستيك و كاهش ضريب شكل يك بعدي، سختي قائم كاهش يافته و جداساز
قادر به كاهش اثر نيروها در جهت قائم ميگردد.

عملكرد در برابر بارهاي كششي

عملكرد در برابر بارهاي كششي
اين جداساز ها در مقابل نيروي كششي رفتاري دو خطي از خود نشان مي دهند. سختي كششي اين جداساز ها به مراتب از سختي آن ها
در جهت فشاري كم تر است. با تداوم اعمال بار كششي در جداساز ها لاستيك از فولاد جداشده و حفره هايي در بين لاي ههاي لاستيك و
فولاد پديد م يآيد. بروز اين حفره ها موجب كاهش ميزان سختي قائم در جهت فشاري تا حد 50 درصد ميزان اوليه م يگردد. از اين رو تحت كشش قرار گرفتن اين جداساز ها اثر منفي بر روي آن ها داشته و توصيه نم يگردد. آزمايش هاي انجام شده هم حداكثر ميزان قابل قبول تنش كششي بر روي اين تجهيزات را در حد ك متر از 10 تا 20 كيلوگرم بر سانتي متر مربع نشان داده است .

عملكرد در برابر بارهاي فشاري و برشي

جداسازها بايد ضمن تحمل وزن سازه در شرايط عادي، با نشان دادن سختي كم و تغيير مكان قابل توجه در زمان زلزله، نيروي موثر
زلزله بر سازه را كاهش دهند. در زمان زلزله با به وجود آمدن لنگر واژگوني در سازه و ارتعاش غير يكنواخت پي، تنش هاي فشاري اضافي
در جداساز به وجود مي آيد. در اين حال لازم است تا به منظور حفظ باربري و پايداري جداساز ها، تحليل، طراحي و ساخت اين تجهيزات
به گونه اي صورت پذيرد كه تغييرات تنش فشاري تاثيري بر روي باربري نيروي برشي آ نها وارد نكند. براي اين منظور انتخاب ابعاد و مصالح مناسب براي جداساز ضروري است.
افزايش تغيير شكل برشي جداساز باعث بروز پديده ي سخت شدگي در رفتار نيرو- تغيير شكل جداساز مي گردد. اگرچه اين پديده
ممكن است موجب كاهش تغيير شكل ايجاد شده در جداساز گردد، اما در عين حال نيروي منتقل شده به سازه و در نتيجه پاسخ طبقات
افزايش مي يابد. از اين رو مطلوب است تا در زمان طراحي، تغيير شكل طراحي جداساز در محدود هي خطي تعيين گردد .

سیستمهای لاستیك طبیعی با میرایی زیاد HDNR

این جداگرها بین دو فلنج بالایی و پایینی خود دارای صفحات لاستیکی و فولادی متعدد هستند. معمولا لاستیک با مدول برشی MPa 0.9 – 0.65 مورد استفاده قرار میگیرد ودر بیشتر موارد ضخامت صفحات لاستیکی 10-4 میلیمتر و صفحات فولادی 6-2 میلیمتر است.  

ویژگی ها:

- برای بارهای از 100 تن تا 2000 تن روی هر واحد قابل استفاده است .

- لاستیک طبیعی آن به دلیل ماندگاری و حفظ خواص در طول زمان عملکرد یکنواختی در طول زمان و تکرار لرزش ها دارد .

- همراه با میراگرها قابل استفاده است .

- قیمت پایین .  

سیستم جداگر لاستیكی با هسته سربی LRB

این جداگرها علاوه بر صفحات لاستیکی و فولادی دارای هسته سربی میله ای شکل جهت جذب انرژی و میرا کردن لرزشهای زمین هستند.  

ویژگی ها : - برای بارهای از 100 تن تا 2000 تن روی هر واحد قابل استفاده است - هسته سربی این جداگرها با در نظر گرفتن به خصوصیات سازه قابل طراحی است و عملکرد قابل توجهی در میرا کردن لرزش های ساختمان با جذب انرژی دارد - ماندگاری حتی در تکرار لرزش های زمین  

اين جداساز شامل يك هسته ي سربي است كه در داخل جداساز لاستيكي محصور شده است. همان طور كه ذكر شد، جداسازهاي
لاستيكي قادر به تامين ميرايي زياد و جذب انرژي مناسب نيستند. هسته ي سربي در جداساز هاي لاستيكي با تسليم شدن در زمان
ارتعاش، ميزان ميرايي را از حدود 3 درصد ميرايي بحراني در جداساز هاي لاستيكي به چيزي در حدود بيش از 10 درصد مي افزايد.
همچنين هسته ي سربي با تامين سختي اوليه ي كافي، سازه ي جداسازي شده را در برابر بارهاي جانبي ضعيف مانند باد يا زلزله هاي خفيف مقاوم مي كند.

دليل انتخاب سرب براي اين جداساز اين است كه فلز سرب داراي ساختماني كريستالي است. ساختار كريستالي سرب با تغيير مكان
تغيير مي كند اما بلافاصله با برگشت تغيير مكان به حالت اوليه بازگشته و به اين ترتيب تسلي مهاي متوالي تحت بارهاي ارتعاشي
ديناميكي جانبي باعث به وجود آمدن پديد هي خستگي در آن نمي شود.
سرب تحت نيروي برشي در تنش هاي نسبتا پايين در حدود 8 تا 10 نيوتن بر ميل يمتر مربع به حد تسليم م يرسد و بنابراين رفتار
هيسترزيس پايداري نشان داده و ميزان قابل توجهي از انرژي را در زمان رخداد زلزله هاي نسبتا بزرگ از بين مي برد.
رفتار هيسترزيس اين جداساز ها را مي توان به صورت دوخطي با سختي اوليه اي در حدود 9 تا 16 برابر سختي پس از تسليم آن ها در
نظر گرفت.
بخش لاستيكي اين تجهيزات مشابه جداساز هاي لاستيكي با ورقه هاي فولادي است و وظيف هي تامين نيروي بازگرداننده به مبدا را
پس از پايان ارتعاش سازه به عهده دارد.

در جداسازي لرز هاي كل يا بخشي از سازه براي كاهش پاسخ لرزه اي آن بخش در زمان زلزله از زمين يا قسمت هاي ديگر سازه جدا مي شود. اين كار با استفاده از جداساز هايي كه بر اساس مشخصات ديناميكي سازه، اهداف عملكردي مورد نظر طراح و شرايط خطر لرزه اي ساختگاه، طراحي و ساخته شده اند صورت مي گيرد. وظيفه ي اصلي اين جداساز ها ايجاد فاصله بين دوره ي تناوب طبيعي سازه و محدوده ي دوره ي تناوب حاكم در ارتعاش زمين لرزه احتمالي در محل سازه ي مورد نظر است. علاوه بر اين، انرژي ارتعاشي ناشي از زلزله نيز با كمك سازوكارهاي مختلفي جذب شده و از انتقال آن به سازه جلوگيري مي گردد. جداساز سامانه اي است كه سازه روي خود را از بخش زيرين خود جدا م يكند. براي اينكه در زمان بروز زلزله هيچ نيرويي به سازه منتقل نشود، لازم است اين سامانه، سازه را به حالت شناور درآورد. اين امر با توجه به نياز به كنترل تغيير مكان هاي نسبي جانبي در زمان تحريك زلزله از نظر اجرايي درست و امكان پذير نيست. دو گروه اصلي از جداسازهاي لرزه اي براي كنترل نيروي منتقل شده به روسازه در ساختما نها استفاده مي شوند: الف- استفاده از جداساز هاي لاستيكي براي افزايش دوره ي تناوب طبيعي سازه؛ ب- استفاده از جداساز هاي اصطكاكي و كنترل حداكثر نيروي منتقل شده به روسازه و استهلاك انرژي در محل جداساز. جداسازها بايد مقاومت لازم براي تحمل وزن سازه روي خود را داشته باشند. در عين حال جداساز هاي لاستيكي بايد در جهت افقي به اندازه ي كافي نرم باشند. در زمان طراحي توجه به اين نكته ضروري است كه با نر متر شدن جداسازها ، تغيير مكان نسبي بين زمين و سازه افزايش مي يابد. به اين ترتيب تغيير مكان نسبي تراز جداسازي و پاسخ شتاب سازه همواره با هم نسبت عكس دارند. در اين شرايط با انتخاب سازوكار استهلاك انرژي مناسب در سامانه ي جداسازي لرزه اي مي توان هم به كاهش مورد نياز در شتاب مجموعه دست پيدا كرد و هم ميزان تغيير مكان نسبي ذكر شده را در محدود هي مورد نظر طراحي نگاه داشت. به اين ترتيب، از جداسازها، قابليت تحمل بار، تغيير مكان هاي زياد و بازگشت به محل اوليه پس از پايان يافتن زلزله انتظار م يرود. در جداساز هاي اصطكاكي ضريب اصطكاك مناسب عامل كنترل نيروي انتقالي به روسازه و همچنين كنترل تغيير مكان جانبي سازه خواهد بود. از سوي ديگر اين نوع جداساز ها ممكن است باعث انتقال ارتعاشات با فركانس هاي نسبتا زياد به سازه گردند. از اين رو استفاده از اين تجهيزات در جداسازي سازه هايي كه ابزار دقيق و حساس به ارتعاش در فركانس هاي بالا در آن ها نصب خواهد شد بايد با مطالعه ي دقيق صورت پذيرد. مسايل اقتصادي ، اجرايي و دوام اين تجهيزات در زمان طراحي و ساخت آن ها بايد مورد توجه قرار گيرد. جداسازي موفق يك سازه خاص، مستلزم انتخاب، طراحي و ساخت سامانه ي جداسازي مناسب براي آن است. علاوه بر تامين انعطا فپذيري جانبي كافي و ميرايي مناسب، همانطور كه قبلا نيز ذكر شد سامانه ي جداسازي بايد قادر باشد تا پس از اتمام ارتعاش زلزله به وضعيت اولي هي خود بازگردد . اين سامانه ها بايد سختي قائم زيادي براي جلوگيري از تاب خوردن و حركت گهواره اي سازه و سختي اولي هي كافي براي جلوگيري از حركت هاي ناخواسته ي ناشي از وزش باد و لرز ههاي با دامنه هاي كم داشته باشند.