معرفی سیستم جداساز اصطکاکی پاندولی (Friction Pendulum System)

جداگر FPS نوعی جداگر اصطکاکی است و امروزه پس از جداگر سربی لاستیکی ، رایج ترین جداگر لرزه ای در دنیا است به طور کلی این نوع جداگر لرزه ای شامل سطوحی می باشد که می توانند بر روی هم بلغزند. جداساز لرزه ای اصطکاکی در ترازی که برای جداسازی لرزه ای یک سازه (ساختمان، پل، مخزن و …) انتخاب شده است نصب شده و وزن سازه بالای خود را تحمل کرده و تراز زیرین و پی منتقل خواهد کرد. هدف اصلی انتخاب و طراحی صحیح نیروی اصطکاکی میان سطوح این نوع جداساز لرزه ای است تا بتوان نیروی وارده از زلزله به سازه را کنترل کرد. به محض آن که نیروی زلزله از حاصل ضرب بار ثقلی روی جداساز لرزه ای و ضریب اصطکاک ایستایی سطوح فراتر رود، سطوح جداساز اصطکاکی شروع به حرکت کرده و نیروی برشی به نیروی اصطکاک دینامیکی سطوح این تکیه گاه، محدود خواهد شد.

در اواخر دهه هشتاد میلادی، زمانی که سطوح تخت فولاد ضدزنگ به صورت مقعر انحنا داده شدند، پیشرفتی قابل توجه در استفاده از تکیه گاه های لغزنده اصطکاکی برای جداسازی لرزه ­ای رخ داد. در واقع جداگر اصطکاکی پاندولی نسل جدید و توسعه یافته جداگر اصطکاکی لغزنده یا همان Slider Bearing ها است که با بهره گیری از مشخصات یک پاندول ساده، به آن قابلیت مرکزگرایی افزوده شد. هم زمان با حرکت لغزنده­ های حامل ساختمان بر روی سطوح مقعر، ساختمان به بالا حرکت می ­کند. نیروهای ثقلی ناشی از وزن ساختمان، لغزشی را به سمت مرکز تکیه­ گاه تحمیل نموده و در نتیجه نیرویی بازگرداننده را موجب می ­شوند. در جداساز اصطکاکی پاندولی میرایی به واسطه­ ی اصطکاک سطوح لغزشی­ تأمین شده و به این ترتیب تمامی لوازم جداسازی لرزه ­ای در این مکانیزم ارضاء می شود.

مفهوم جداساز لرزه ای پاندولی اصطکاکی fps
اجزای جداساز لرزه ای پاندولی اصططکاکی fps

جداساز اصطکاکی پاندولی (FPS): یک سیستم کامل جداسازی لرزه ای

 

  • روسازه و وزنش را تحمل می کند.
  • به کمک لغزش سطوحش بر یکدیگر، تقاضای تغییرمکانی ناشی از حرکات زمین را ارضاء می نماید.
  • به واسطه نیروهای اصطکاکی ایجاد شده در سطوح خود حین لغزش، انرژی را مستهلک می نماید.
  • به علت وجود سطوح در تماس دارای انحنا، تمایلی طبیعی برای مرکزگرایی دارد. 
جداساز لرزه ای نصب شده در ساختمان

جداساز اصطکاکی پاندولی (FPS): یک سیستم کامل جداسازی لرزه ای

اولین جداساز اصطکاکی پاندولی در سال ۱۹۹۴ و در یک پروژه مقاوم ­سازی به کار برده شده و از آن زمان طرح اصلی آن از یک عملکرد پاندولی منفرد با یک سطح لغزنده و یک قوس به طرح های دو قوسی (با دو سطح لغزشی) و سه قوسی (با چهار سطح لغزش)، توسعه پیدا کرده است. در این نسخه ها­ی آخر از سیستم جداساز اصطکاکی پاندولی ، شعاع انحنا سطوح لغزشی که دوره تناوب طبیعی تکیه ­گاه را معین می ­کند، تغییر نموده و سطوح می­ توانند مقادیر اصطکاک متفاوتی را داشته باشند. این امر عملکرد لرزه ­ای را در مواجهه با باره­ای گسترده از حرکات زلزله ارتقاء داده و اجازه ساخت و به ­کارگیری تکیه ­گاه ­هایی با قطر کوچکتر را می ­دهد.