أصبحت تقنيات التصميم المقاومة للزلازل على جدول الأعمال مع الدمار الناجم عن الزلزال. التكنولوجيا التي تقضي على تأثير الزلزال بكمية كبيرة وهي بلغة الجميع هي "العوازل الزلزالية".
ما هو المعزل الزلزالي?
سبب تلف الهياكل في الكوارث الطبيعية وتدميرها عند مستويات متقدمة هو أن الأحمال غير المتوقعة التي تضاف إلى حمولة المبنى الحالية هي زلازل. تحدث غالبية الأضرار الهيكلية في مناطق الزلازل عندما تؤدي الأحمال غير الهيكلية التي تؤثر لاحقا على الهيكل إلى تعطيل صلابة الهيكل ، مما يؤدي إلى تكوين وحركة تسارع عالي.
العوازل الزلزالية هي أنظمة هيكلية تتحكم في الاهتزازات التي تؤثر على الهيكل أثناء الزلزال وتضمن تأثر الهيكل بزلزال عند أدنى مستوى. توجد العوازل الزلزالية في قاعدة الهيكل. يعمل كحاجز يمتص الاهتزاز بين الأساس والهيكل فوقه ، ويتحكم في اهتزازات الزلزال من الأرض دون نقلها إلى الطوابق العليا من الهيكل ، مما يؤدي إلى تحلل تأثير الزلزال.
للدخول في مزيد من التفاصيل ، يتم تطبيق العوازل الزلزالية على الأعمدة الموجودة بين الطابق السفلي والتزيين الأرضي للمبنى. يتم قطع الأعمدة من أماكن معينة وفقا لخصائص النظام ويتم إنشاء الفجوات. توضع العوازل الزلزالية في هذه التجاويف. لا تساهم العوازل الزلزالية في النظام الحامل للهيكل دون تقليل خاصية تحمل العمود فحسب ، بل تمنع أيضا الاهتزازات من الأساس من الوصول إلى الطوابق العليا. من خلال فصل الهيكل عن الأرض ، لا يمكن أن يظهر تأثير الزلزال في جميع أنحاء الهيكل ويتم تشكيل هيكل أكثر أمانا للمستخدمين مقارنة بأنظمة الناقل العادية.
قبل اختيار العوازل الزلزالية ، يجب عليك التأكد من وجود عوازل ذات غلاف فولاذي تم اختباره واعتماده لمقاومة أحمال الزلازل القادمة من جميع الاتجاهات إلى الهيكل.
كيف تعمل العوازل الزلزالية?
المبدأ الرئيسي للعوازل الزلزالية هو حماية الهيكل عن طريق امتصاص أحمال الكوارث مثل الزلازل. يمكن تحقيق هذا الامتصاص باستخدام مواد ذات خصائص مرنة عالية. يجب أن تحتوي العوازل الزلزالية على نوابض فولاذية قابلة للتعديل أو أسافين مطاطية بالداخل. يختلف سلوك هاتين المادتين الموجودتين في جسم العازل ضد الزلازل.
مطاط ؛ يتلقى اهتزازات عالية التردد. من خلال ضمان الحركة الأفقية للهيكل أثناء الزلزال ، فإنه يضمن بقاء الهيكل الموجود عليه قائما بشكل مستقل عن حركة الزلزال.
نوابض فولاذية عندما تكون هناك حاجة إلى عزل عالي الاهتزاز ، يتم تفضيلها حتى تتمكن من تلبية الأحمال الثقيلة. أي أنها تحمل القوى المحورية من الهيكل.
يجب طلاء مادة جسم العازل بطلاء عالي القوة في المناطق المغلقة ومجلفن في المناطق المفتوحة. إذا كانت هناك نوابض فولاذية داخل الجسم ، فيجب أيضا تغطية هذه الينابيع بالبلاستيك. وتجدر الإشارة إلى أنه يجب الاحتفاظ بطبقة رقيقة من المطاط عند قاعدة الينابيع.
أنواع العوازل الزلزالية
العوازل الزلزالية السلبية في هذا النوع من العوازل ، يمتص النظام الاهتزازات الناتجة عن الزلزال ، مما يقلل من مقدار القوة المؤثرة على الهيكل. يقوم بتصفية الاهتزازات عالية التردد ويضمن الحد الأدنى من الضرر للهيكل. الأكثر شيوعا من هذه الأنواع من العوازل هي الوسائد المرنة. تتشكل الوسائد المصنوعة من مواد بوليمرية عن طريق وضع سلسلة من الألواح المرنة فوق بعضها البعض.
العوازل الزلزالية النشطة ؛ بالإضافة إلى العوازل الزلزالية السلبية ، فإنها تتداخل مع الهزات ، مما يقلل من كمية الاهتزازات التي تؤثر على الهيكل. هناك مشغلات في العازل تطبق قوة يمكن التحكم فيها. هذه القوى الخاضعة للرقابة المطبقة على الهيكل تقلل من قوة الزلزال التي تعمل على الهيكل أثناء الزلزال.
فوائد العوازل الزلزالية
تخلق العوازل الزلزالية مساحات معيشة آمنة للمستخدمين داخل الهيكل عن طريق تقليل الآثار المدمرة للزلازل بمعدل مرتفع في الهياكل التي يتم استخدامها فيها. عندما ننظر إلى الصورة الكبيرة ، فإن تكلفة أعمال الإصلاح التي يتعين القيام بها بعد وقوع زلزال في الهياكل التي لا يتم فيها صنع عازل زلزالي أعلى بكثير من تكلفة تطبيق عازل زلزالي. تعتبر العوازل الزلزالية حلا اقتصاديا للمستخدمين مع توفير مساحات معيشة ذات قدر كبير من مقاومة الزلازل في نفس الوقت.
قدرة القوة
قد تختلف العوازل الزلزالية في قدرات قوتها اعتمادا على أنواعها والمواد المستخدمة. في العوازل ، التي يتم تطبيقها بمواد عالية الجودة وفريق محترف ، يمكن توفير مقاومة للزلازل بحوالي 9 مقادير بشكل مريح. في اليابان ، التي تعد أفضل مثال على تدابير الوقاية من الزلازل والكوارث اليوم ، تأثرت الهياكل المجهزة بالعوازل الزلزالية بشكل ضئيل بالزلزال في زلزال 2011 الذي بلغت قوته 9 درجات.
يمكن تطبيق العوازل الزلزالية في مرحلة البناء الأولية للهيكل ، وكذلك يمكن إضافتها بعد اكتمال الهيكل بالكامل. الجزء الذي يجب أخذه في الاعتبار هنا هو أن العوازل الزلزالية المضافة لاحقا قد تسبب بعض التغييرات الهيكلية بسبب مبادئ التشغيل الخاصة بها. أبسط مثال على هذه التغييرات هو وضع عازل فصل مؤقت في الأعمدة حيث سيتم وضع العوازل. عندما يتم تنفيذ التغييرات اللازمة من قبل فريق محترف ، يمكن إنشاء أساس متين دون أي مشاكل في الهيكل.