معرفی جداساز اصطکاکی پاندولی (Friction Pendulum System)
07 سپتامبر 2018| بانک مقالات| نویسنده: admin |
جداساز اصطکاکی پاندولی یا Friction Pendulum System که به اختصار FPS نامیده می شود، پس از LRB پرکاربردترین نوع جداسازهای لرزه ای است. FPS در دهه ۸۰ میلادی، توسط دکتر زایاس اختراع و معرفی شد. در این سیستم وزن سازه توسط صفحاتی مقعر از جنس فولاد ضد زنگ که المانی لغزنده را در میان خود جای می دهند، تحمل می شود. این نوع جداسازها عمدتاً در دو نوع تک قوسی و دو قوسی تولید می شوند، که البته نوع دو قوسی آن به دلیل قابلیت بیشتر در تأمین جابجایی های مورد نیاز، کاربرد بیشتری دارد.
میان المان لغزنده و صفحه مقعر بارگذاری، پوشش ویژه ای قرار می گیرد که ضمن داشتن مقاومت سایشی مناسب، ضریب اصطکاک کمی را تأمین نموده تا به این واسطه، بتوان فیوزی اصطکاکی در تراز جداسازها برای سازه ایجاد و نیروی ورودی زلزله به سازه را به میزان اصطکاک میان این سطوح، محدود کرد. در نسل های قدیمی این نوع جداساز از مصالحی با پایه ی تفلون (PTFE) به عنوان پوشش یا پد اصطکاکی استفاده می کردند. ضریب اصطکاک مواد با پایه تفلون معمولاً در حدود ۴ درصد می باشد.
علاوه بر این، اصطکاک میان سطوح این نوع جداساز لرزه ای موجب استهلاک انرژی زلزله می شود. تقعر سطوح با ایجاد مکانیزمی پاندولی، نیروی بازگرداننده مورد نیاز را برای این تکیه گاه ها و سازه تأمین می کند. بنابراین شعاع انحنای سطوح مقعر با توجه به نیروی بازگردانده مورد نیاز طراحی می شود.
اصلی ترین مزیت این نوع جداساز نسبت به انواع دیگر این است که می توان در طرحی مناسب به راحتی پیچش را در ساختمان از بین برد. سختی افقی FPS ها به وزن وارده بر تکیه گاه و شعاع انحناء وابسته است. با در نظر گرفتن این حقیقت که به طور متعارف در یک ساختمان، شعاع انحناء برای تمامی تجهیزات جداسازی برابر در نظر گرفته می شود، تفاوت در سختی افقی صرفاً وابسته به وزن وارده به تکیه گاه ها می گردد. در نتیجه مرکز سختی و مرکز جرم، در ساختمان های جداسازی شده با این سیستم به طور خود کار بر یکدیگر منطبق می گردد، که این امر منجر به حذف پیچش می شود. این امر یک مزیت مهم FPS ها برای جداسازی ساختمان های نامنظم است.
* استفاده از مطالب این صفحه با ذکر منبع و لینک مستقیم به آن، بلامانع است.
منابع:
Warn GP, Ryan KL. A review of seismic isolation for buildings: historical development and research needs. Buildings. 2012 Aug 3;2(3):300-25.
Fenz, D.; Constantinou, M.C. Behaviour of the double concave Friction Pendulum bearing. Earthq. Eng. Struct. Dyn. 2006, 35, 1403–۱۴۲۴٫
Becker, T.C.; Mahin, S.A. Experimental and analytical study of the bi-directional behavior of the triple friction pendulum isolator. Earthq. Eng. Struct. Dyn. 2012, 41, 355–۳۷۳٫
Roussis, P.C.; Constantinou, M.C. Experimental and analytical studies of structures seismically isolated with an uplift-restraining friction pendulum bearing system. Earthq. Eng. Struct. Dyn. 2006, 35, 595–۶۱۱٫