۱- مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند ۲- مقاوم سازی با استفاده از الیاف FRP ۳- مقاوم سازی با استفاده از جداساز های لرزه ای ۴- مقاوم سازی با استفاده از دمپر ( میراگر ) ۵- مقاوم سازی با استفاده از ژاکت های فلزی و بتنی ۶- مقاوم سازه با استفاده از بادبند های کمانش تاب ۷- مقاوم سازه با استفاده از جرم های پاندولی
قبل از شروع بحث توصیه می شود ویدئوی رایگان “ کنترل سازه ” از سری ورکشاپ های سبزسازه را اول ببینید.
میراگر ها یک سیستم مهاربند لرزه ای در ساختمان ها و پل ها می باشند که فقط در مقابل ارتعاشات مختلف ناشی از زلزله عمل نموده و در تحمل بارهای استاتیکی هیچ نقشی ندارند، که این مسئله باعث ساده سازی پیش بینی رفتار سازه تحت بارگذاری لرزه ای می شود. در حالی که معمولاً مصالح می تواند در حدود ۵% میرایی بحرانی را تأمین نماید، با استفاده از میراگرهای لرزه ای در کنار المان های باربر جانبی و یا اتصالات سازه ای، قادر خواهیم بود میرایی سازه را تا بیش از ۵۰% افزایش دهیم. که این به معنای استهلاک قابل توجه انرژی ارتعاشی زلزله است.
اضافه کردن میراگرها همانند جداساز های لرزه ای راهبرد نسبتا غیر معمولی برای بهسازی لرزه ای تلقی می شود. اضافه شدن میراگرها باعث کاهش جابجایی کلی سازه و شتاب پاسخ و تغییر مکان جانبی طبقات داخلی می شود که کاهش خسارات سازه ای و غیر سازه ای را در پی خواهد داشت. همچنین هزینه اجرای سازه بدلیل استفاده از مقاطع با ظرفیت کمتر کاهش می یابد و از مشکلات معماری در طراحی ساختمان ها کاسته می شود.
می توانیم با فرم دادن یک قطعه فلز به حالتی که در بارگذاری دینامیکی سازه رفتار میرای از خود نشان دهد (عموماً به شکل مثلث متساوی الساقین) و قرار دادن ان در محل اتصال اعضاء سازه به یکدیگر در اتلاف و پراکنده سازی انرژی زلزله استفاده نماییم.
بایستی جنس و شکل و محل استفاده این دسته از میراگرها را طوری انتخاب کنیم که در طول عمر سازه، خواص میرایی انها تحت عوامل مختلف تاثیر گذارنده دچار اختلال نگردد. فلزی که برای ساخت اینگونه میراگرها به کار می رود، عموماً بایستی دارای رفتار مناسب تغییر هیسترزیس، دامنه خستگی بالا، استحکام نسبی بالا و عدم حساسیت زیاد نسبت به تغییرات درجه حرارت باشد.
اصولا میراگرهای فلزی، با تکیه بر تغییر شکل های الاستیک فلز و میرایی ناشی از اتلاف انرژی به صورت اصطکاک داخلی کریستال ها می شود. استفاده از اینگونه میراگرها در سازه به عنوان تنها سیستم مهاربندی دارای ریسک زیادی می باشد اما به عنوان یک سیستم تکمیلی در تعامل با سیستم های مهاربندی معمول می تواند مفید واقع شود.
این گونه میراگرها از نظر عاملیت میرایی دقیقا مانند میراگرهای فلزی عمل می کنند با این تفاوت که به دلیل ساختمان کوپولیمری یا کریستالی خود و خواص ایزوتروپیکی که دارند در بارگذاری های مختلف، از طریق تغییر شکل های برشی باعث اتلاف انرژی می شوند. اینگونه میراگرها را عموما طوری در سیستم نصب می کنند که تنش های وارد به آن ها از نوع برشی باشد تا خاصیت میرایی خود را نشان بدهند.
کاربرد عمومی این گونه میراگرها در سازه پل های بلند می باشد. این میراگرها باعث جلوگیری از ایجاد پدیده مخرب تشدید در ساختمان پل شده و مانع از تخریب پل در اثر بارهای باد می شود. این گونه میراگرها مانند اکثر میراگرهای دیگر به دلیل تاثیر گذاری عوامل مختلف روی میزان میرایی از تاریخ مصرف برخوردارند و در پایان تاریخ مصرفشان بایستی تعویض شوند. ممکن است در طول عمر یک سازه، چندین بار تعویض میراگرها صورت گیرد که بزرگترین نقطه ضعف اینگونه میراگرها همین امر می باشد. در شکل زیر نمونه شماتیکی از این میراگرها نشان داده شده.
میراگرهای اصطکاکی (Friction Damper) بر پایه استهلاک انرژی به وسیله لغزش و بالاتر بردن زمان تناوب ارتعاشی سیستم است. چنانچه از این میراگرها جهت بهسازی ساختمان استفاده شود و این نوع مستهلک کننده به عنوان نمونه در مهار بندی‌های قطری یا Chevron تعبیه گردد باید طراحی به نحوی باشد که پیش از جاری شدن مهاربند کششی، در آن لغزش اتفاق بیفتد تا بتواند به صورت مکانیکی انرژی ورودی به ساختمان را مستهلک نماید، ایجاد چنین سیستمی می‌تواند با استفاده از طراحی اتصالات پیچی لغزشیMaurer برای ساختمان ها و سایر سازه ها صورت گیرد. در این سیستم با لغزش صفحه خاص، انرژی موجود در اثر بارهای لرزه ای مستهلک می‌شود.
الف. میراگر وصل شده به پایه پل راه آهن شهری در نیوزیلند. ب. میراگر طراحی شده برای استفاده در محل اتصال بادبندی. ج. نوعی میراگر مناسب جهت استفاده در محل اتصال تیر به ستون. د. میراگر اصطکاکی مخصوص نیروهای برشی. ه. نوع جالبی از میراگر اصطکاکی. و. میراگر مناسب برای استفاده در سازه های حساس.
ساختمان میراگرهای مایع لزج عموماً از یک پیستون و یک سیلندر تشکیل شده است مایع لزج داخل سیلندر توسط پیستون فشرده می شود، با توجه به اینکه درون پیستون، سیلندر دیگری وجود دارد که به وسیله سوراخهای ریزی می تواند مایع را به درون پمپ کند، با اعمال فشار به سیستم مایع لزج با سرعت کمی بین دوسیلندر مبادله می شود و مقدار زیادی انرژی را اتلاف می کند. ساختمان کلی این میراگرها نشان داده شده است. استفاده از این نوع میراگر مدتی است که در کشورهای آمریکا و نیوزلند و ژاپن در ساختمان های مختلف رایج شده است. لازم به ذکر است که این میراگر حساسیتی نسبت به تغییرات حرارتی نداشته و به دلیل عدم دارا بودن ساختمان جامد مورد اثر پدیده های خستگی و اثر باوشینگر قرار نخواهد گرفت اما طول عمر آن نسبت به طول عمر سازه کم است.
در این میراگر، سازه و میراگر نقش یک سیستم دو قسمتی را باز می کنند. جرم میراگر، روی سازه قرار می گیرد ولی میراگر توسط غلتک هایی می تواند در جهت افقی حرکت آزادانه داشته باشد. در هنگام زلزله نیروی جدیدی توسط میراگر در جهت میراسازی انرژی زلزله به سیستم اعمال می شود.
با توجه با حالت سختی و رفتار مایع سیالات، اگر یک ظرف بزرگ محتوی یک سیال سخت را روی سازه قرار دهیم با ارتعاش سازه، مقدار زیادی انرژی توسط رفتار لخت سیال و نیروهای هیدرودینامیکی ناشی از ان اتلاف می شود.
شرکت دال ماندگار طراح،مجری و بزرگترین تولید کننده یوبوت