جداساز اصطکاکی پاندولی (FPS)

معرفی سیستم جداساز اصطکاکی پاندولی (Friction Pendulum System)

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.

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. 

تاریخچه به کارگیری

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.

انواع سیستم های جداساز اصطکاکی پاندولی

در حال حاضر شرکت های بزرگ تولید کننده دو نوع تک قوسی و دو قوسی این جداساز را تولید می کنند.

جداساز اصطکاکی پاندولی تک قوسی

TSP نوعی جداساز اصطکاکی پاندولی تک قوسی است. TSP از دو صفحه مقعر با شعاع انحنای متفاوت و یک المان لغزنده در مرکز تشکیل شده است. بخش های بالایی و پایینی المان لغزنده، شعاع انحنای یکسانی با صفحات مقعر نظیر خود، دارند.

یک سطح المان لغزنده TSP روی ورق صفحه مقعر فولادی قرار گرفته و ظرفیتی را برای تغییرمکان افقی مهیا می کند. این سطح همچنین دوره ی تناوب نوسان را تعیین می کند. سطح دیگر المان لغزنده به صفحه ای دیگر به گونه ای متصل شده که از حرکت افقی آن جلوگیری شود. این سطح تنها اجازه دوران را می دهد. به دلیل همزمانی حرکت افقی المان لغزنده بر روی صفحه مقعر و حرکت دورانی بین المان لغزنده و صفحه دیگر، صفحات مقعر فوقانی و تحتانی TSP، در حین حرکت زلزله، موازی باهم باقی می مانند.

جداساز اصطکاکی پاندولی دو قوسی (TDP)

TDP نوعی جداساز اصطکاکی پاندولی دو قوسی است. TDP شامل دو صفحه مقعر با شعاع انحنای یکسان و یک المان لغزنده در مرکز است. بخش های بالایی و پایینی المان لغزنده، مشخصات یکسان داشته و شعاع انحنای آن نیز با صفحات لغزش برابر است. بنابراین صفحات فوقانی و تحتانی در حین حرکت لغزشی نسبی، موازی هم باقی می مانند.

لغزش به صورت همزمان روی هر دو سطح مشترک بین صفحات لغزش و المان لغزشی، اتفاق می افتد. در حین حرکت زلزله، تقاضای جابه جایی با لغزش دو مصالح مختلف بر سطوح مشترک، ارضاء می گردد. استهلاک انرژی نیز به واسطه نیرویی اصطکاکی محقق شده که یکی از نتایج لغزش است. مصالح در سطوح لغزشی عبارتند از:

• ورق های فولاد ضد زنگ در طرف صفحات مقعر.
• ماده اصطکاکی ویژه با نام ثبت شده ی ®Technoslide.

مزایای جداساز اصطکاکی پاندولی

• پیچش را در ساختمان از بین می برد. مرکز سختی و مرکز جرم، در ساختمان های جداسازی شده با این سیستم به طور خود کار بر یکدیگر منطبق می گردد. این امر یک مزیت مهم ساختمان های نامنظم است.
• چون مولفه های اصلی آن از فولاد سازه ای تشکیل شده است، مشمول برتری و مزیت های فولاد می شود.
  عملکرد مناسی در برابر آتش.
• تقریباً می توان رفتار حقیقی آن را با دقتی خوب و به شکلی کامل، مدل نمود. به عبارت دیگر محاسبات تئوریک پروژه تطابق خوبی  با مشخصات واقعی تجهیزات خواهد داشت.
• طرح و کاربردی آسان‌ تر تحت بارهای عظیم قائم در مقایسه با انواع دیگر جداسازها.
• به نسبت سایر انواع جداسازها کوچکتر و با ضخامتی کمتر می باشد.
• ماندگاری و طول عمر بیشتر.

* استفاده از مطالب این صفحه با ذکر منبع و لینک مستقیم به آن، بلامانع است.