کتاب راهنمای کاربردی سیستم های کنترل لرزه ای غیرفعال، طراحی اتصالات میراگرها، ارزیابی نیروها و بررسی پروژه های اجرایی

کتاب راهنمای کاربردی سیستم های کنترل لرزه ای غیرفعال
طراحی اتصالات میراگرها، ارزیابی نیروها و بررسی پروژه های اجرایی
این کتاب توسط انجمن جداسازی لرزه ای ژاپن (JSSI) در سال 2024 منتشر گردیده است و به زبان ژاپنی بوده است و توسط نشر علمی صالحین در سال 2025 شروع به ترجمه و در ابتدای سال 2026 ترجمه گردید.
مترجمان: مهندس علیرضا صالحین، دکتر سید محی الدین قدرتیان کاشان، ویراستار: دکتر پویا آرزومند امیدی لنگرودی

این کتاب در قطع بزرگتر از A4 منتشر شده به صورت سیاه و سفید در حدود 350 صفحه چاپ گردیده و ترجمه آن به صورت ترسیم شده مجدد و رنگی سازی شده در قطع B5 تهیه و چاپ گردیده است.

شابک کتاب: 9786228967561
سال چاپ: ۱۴۰4
مقدمه ویرایش چهارم
با وقوع زلزله‌های عظیم اخیر در سراسر جهان، از جمله در ژاپن و ایالات متحده و آسیب‌های گسترده ناشی از آن‌ها، تقاضای اجتماعی نه تنها برای حفظ جان انسان‌ها، بلکه برای کاهش آسیب و خسارت به ساختمان‌ها و محتویات آن‌ها افزایش یافته است. در ژاپن نیز پس از زلزله بزرگ هانشین-آواجی در سال ۱۹۹۵، زلزله بزرگ شرق ژاپن در سال ۲۰۱۱ و زلزله کوماموتو در سال ۲۰۱۶، بلایای طبیعی بزرگی یکی پس از دیگری رخ داده‌اند و تلاش‌های مشترک دولت و بخش خصوصی برای پیشگیری و کاهش آثار بلایا در حال انجام است. با این حال، در ابتدای سال جاری، زلزله شبه‌جزیره نوتو (Noto Peninsula Earthquake) رخ داد که منجر به از دست رفتن جان بسیاری از انسان‌ها و فروریختن یا سوختن تعداد زیادی از ساختمان‌ها گردید و به یک فاجعه بزرگ تبدیل شد. در جهت کاهش آثار چنین بلایایی، مقاوم‌سازی لرزه‌ایِ سطح بالای ساختمان‌ها به شدت مورد تقاضاست و به عنوان یکی از راهکارها، توسعه فنی و به کارگیری سازه‌های با کنترل غیرفعال (Passive Control) پیشرفت چشمگیری داشته و نمونه‌های اجرایی آن در سراسر جهان به سرعت در حال افزایش است.
کاربرد سازه‌های با کنترل غیرفعال در ژاپن، از ساختمان‌های بلندمرتبه فراتر رفته و به ساختمان‌های کوتاه و میان‌مرتبه، از جمله خانه‌های مسکونی مستقل (ویلایی) و سازه‌های با دهانه بزرگ گسترش یافته است و سابقه ساخت‌وساز آن در بزرگترین مقیاس جهانی قرار دارد. ترکیبات متنوعی از انواع میراگرها و فرم‌های سازه‌ای محقق شده است و به نظر می‌رسد که در آینده نیز با تداوم توسعه و بهبود فنی با هدف ارتقای عملکرد، صرفه اقتصادی و جنبه‌های معماری، خلق سازه‌های کنترل لرزه‌ای با جذابیت‌های گوناگون ادامه یابد.
از سوی دیگر، تاریخچه طراحی، ساخت و نگهداری ساختمان‌های مجهز به اجزای سازه‌ای نوین نظیر میراگرهای لرزه‌ای هنوز کوتاه است و اطلاعات فنی مرتبط هر ساله به‌روزرسانی می‌شود؛ لذا تدوین سیستم فنی آن هنوز کامل نیست. برای تسریع در درک صحیح مهندسان عملیاتی از فناوری سازه‌های کنترل لرزه‌ای که انتظار می‌رود پیشرفت بیشتری داشته باشد، حل مسائل عملی گوناگون نظیر چگونگی طراحی، ارزیابی و ساخت میراگرها و قاب‌های سازه‌ای، اطمینان از عملکرد میراگرها مطابق با مشخصات تعیین شده و حفظ آن در آینده و همچنین میزان عملکرد کنترلی ساختمان، امری ضروری است. جمع‌بندی و ارائه آخرین اطلاعات فنی سازه‌ایِ مورد نیاز برای حل این ابهامات به شکلی کاملاً شفاف وظیفه‌ای مهم برای توسعه و رواج فناوری کنترل لرزه‌ای محسجان می‌شود.
با در نظر گرفتن موارد فوق، «دستورالعمل طراحی و اجرای سازه‌های کنترل لرزه‌ای غیرفعال» با محوریت نکات قابل توجه در مراحل مختلف دامنه کاربرد، طراحی و اجرا و همچنین آیتم‌های مدیریتی استاندارد و روش‌های تضمین عملکرد میراگر، جهت ارائه آخرین اطلاعات به مهندسان سازه تدوین شده است. یکی از ویژگی‌های بارز این مجموعه آن است که علاوه بر حوزه ساختمان، متخصصان بسیاری از حوزه‌های مکانیک و شیمی که در زمینه میراگرهای لرزه‌ای فعالیت دارند، مستقیماً در تهیه آن مشارکت داشته‌اند و اطلاعات دقیقی در خصوص عملکرد و کنترل کیفیت میراگرها در آن گنجانده شده است. همچنین هدف بر این است که از طریق درک متقابل میان رشته‌های مرتبط، به شکل‌گیری شناخت مشترک و ایجاد معیارهای یکسان از سطح میراگر تا کل سازه کنترل لرزه‌ای کمک شود.
در «انجمن جداسازی لرزه‌ای ژاپن» (Japan Society of Seismic Isolation)، به منظور بررسی کنترل پاسخ لرزه‌ای در چهارچوبی گسترده و نه محدود به جداسازی پایه (Base Isolation)، در فوریه سال ۲۰۰۰ «کمیته فرعی کنترل پاسخ» تأسیس شد (که در سال ۲۰۲۲ به «کمیته سازه‌های کنترل لرزه‌ای» تغییر نام داد) و تا به امروز به فعالیت خود جهت درک آخرین روندها در فناوری سازه‌های کنترل لرزه‌ای ادامه داده است. دستاورد محوری این فعالیت‌ها، انتشار نسخه اول دستورالعمل طراحی و اجرای سازه‌های کنترل لرزه‌ای غیرفعال در اکتبر ۲۰۰۳ بود که متناسب با تغییرات شرایط اجتماعی و سایر عوامل، مورد بازنگری قرار گرفته است. اکنون، پس از گذشت ۱۰ سال از انتشار ویرایش سوم، بازنگری انجام شده و ضمن بازنگری کلی و افزودن مطالب جدید، حجم کتاب به طور قابل توجهی افزایش یافته است؛ از جمله افزودن آخرین اطلاعات پژوهشی، نمونه‌های طراحی و اطلاعات محصولات. همچنین، «میراگرهای جرمی تنظیم شده» (Inertial Mass Dampers) که کاربرد آن‌ها به صورت جدی آغاز شده، به عنوان یک نوع جدید از میراگر اضافه شده و اصول مکانیکی، منحنی‌های عملکرد، روش‌های طراحی و مدل‌های تحلیلی و طراحی میراگرهای آن، همانند سایر انواع میراگرها تشریح شده است. علاوه بر این، توضیحات جدیدی در مورد مشاهده و آزمایش ساختمان‌های کنترل شده، با محتوایی به‌روزرسانی شده، به همراه نمونه‌های طراحی ساختمان‌های کنترل شده و برگه اطلاعات فنی (Data Sheet) میراگرها، به «ضمیمه ۱» افزوده شده است. از آنجا که پس از چندین بازنگری، محتوای این دستورالعمل گسترده و حجیم شده است، مطالب مربوط به طراحی، ساخت و اجرا در «جلد اصلی» و اطلاعات طراحی و فنی مرتبط در «جلد ضمیمه ۱» و در قالب دو جلد مجزا منتشر می‌شود.
در بازنگری حاضر، کمیته تدوین با محوریت دو کمیته فرعی زیرمجموعه «بخش سازه‌های کنترل لرزه‌ای» تشکیل شد و تدوین پیش‌نویس بازنگری را انجام داد. در «کمیته فرعی معیارهای کیفیت اجزای کنترل لرزه‌ای»، اجزای کنترل لرزه‌ایِ مورد استفاده در عمل به ۶ گروه کلی تقسیم شدند:

۱. روغنی (Oil)
۲. ویسکوز (Viscous)
۳. ویسکوالاستیک (Viscoelastic)
۴. فولادی (Steel)
۵. اصطکاکی (Friction)
۶. جرم اینرسی یا جرمی تنظیم شده (Inertial Mass)

و ۶ کارگروه جدید جهت بررسی اطلاعات فنی دقیق مربوط به مکانیزم، عملکرد، روش‌های آزمایش و مدیریت هر یک از آن‌ها تشکیل گردید. این بررسی‌ها با همکاری اعضای کمیته و بخش تولیدکنندگان اجزای کنترل لرزه‌ای انجام شد. در «کمیته فرعی ارزیابی کنترل لرزه‌ای» نیز، مدل‌سازی تحلیلی اجزای کنترل لرزه‌ای و سازه‌های کنترل لرزه‌ای و همچنین مباحث مربوط به طراحی و ارزیابی عملکرد سازه‌های کنترل لرزه‌ای مورد بررسی قرار گرفت.
پنج کارگروه به بررسی تئوری‌های مرتبط، روش‌های کاربردی، آزمایش و مشاهده کنترل لرزه‌ای و ترویج سازه‌های کنترل لرزه‌ای پرداختند. این بار پس از ۱۰ سال، بازنگری بزرگی صورت گرفت و محتوای متنوعی از جمله اطلاعات پژوهشی و نمونه‌های اجرایی طراحی به‌روزرسانی شد. بررسی و تدوین طرح بازنگری بیش از ۲ سال زمان برد. بدین‌وسیله از اعضای کمیته تدوین که در طولانی‌مدت زحمت کشیدند، صمیمانه تشکر می‌نماییم.
مه ۲۰۲۴ (May 2024)

کمیته تدوین ویرایش چهارم «دستورالعمل طراحی و اجرای سازه‌های کنترل لرزه‌ای غیرفعال»
• رئیس کمیته: تسوجی تایچی (Tsuji Taiichi)
• دبیر: ساتو دایکی (Sato Daiki)
توضیحات تاریخ انتشار ویرایش
انتشار اولیه. اکتبر ۲۰۰۳ نسخه اول
همراه با اصلاحات گسترده در توضیحات فصل‌ها، مطالب مربوط به «میراگرهای اصطکاکی» (Friction Dampers) به عنوان مبحث جدید اضافه شد و روش‌های طراحی ساده با پیش‌فرض محاسبات دستی پیشنهاد گردید. سپتامبر ۲۰۰۵ نسخه دوم
تغییر نقاط اصلاح شده. ژوئیه ۲۰۰۷ نسخه دوم، چاپ دوم

بازنگری جامع در محتوای روش طراحی بخش اتصال اجزای کنترل لرزه‌ای و جایگزینی انواع داده‌ها و نمونه‌های طراحی با جدیدترین موارد. نوامبر ۲۰۱۳ نسخه سوم
در خصوص طراحی بخش اتصال میراگرهای لرزه‌ای، مفاهیم نیروهای طراحی قاب اصلی سازه کنترل لرزه‌ای، انتقال نیرو در سطح افقی کف (دیافراگم) و همچنین نمونه‌های طراحی مشخص بخش‌های اتصال متناسب با انواع میراگرها و فرم‌های سازه‌ای گردآوری شد. اکتبر ۲۰۱۵ نسخه سوم، ضمیمه ۱
بازنگری و افزودن توضیحات تمام فصل‌ها به طور جامع. توضیحات مربوط به «میراگرهای جرم اینرسی» (Inertial Mass Dampers) به عنوان مبحث جدید اضافه شد. محتوای نمونه‌های اجرایی طراحی و برگه‌های اطلاعات فنی (Data Sheets) به‌روزرسانی شد و همگام با درج مطالب جدید در مورد نمونه‌های مشاهده و آزمایش ساختمان‌های کنترل لرزه‌ای، «ضمیمه ۱» افزایش حجم یافت. مه ۲۰۲۴ نسخه چهارم

فهرست مطالب
بخش اول (I): طراحی بخش نصب (اتصال) میراگر کنترل لرزه‌ای
فصل ۱: طراحی بخش نصب میراگر کنترل لرزه‌ای
• ۱.۱ نیروی مقاومت میرایی میراگر کنترل لرزه‌ای و روش نصب
• ۱.۲ سیاست‌های اساسی طراحی بخش نصب میراگر کنترل لرزه‌ای
• ۱.۳ انتقال تنش به مصالح تیر و ستون قاب اصلی
• ۱.۴ نیروی برشی طبقه برای طراحی قاب اصلی سازه کنترل لرزه‌ای
• ۱.۵ نیروی اضافی وارده به قاب اصلی متناسب با فرم سازه‌ای میراگر کنترل لرزه‌ای
• ۱.۶ تدابیر هنگام زلزله برای TMD و سایر تجهیزات مقابله با نوسان باد نصب شده در پشت‌بام I
• ۱.۷ مراجع و منابع مربوط به روابط طراحی
فصل ۲: تفکر و نمونه‌های نیروی طراحی قاب اصلی سازه کنترل لرزه‌ای
• ۲.۱ روش تحلیلی برای به دست آوردن نیروی طراحی قاب اصلی سازه کنترل لرزه‌ای
• ۲.۲ مدل ساختمان مورد بررسی
• ۲.۳ پیشنهاد روش محاسبه بر اساس تحلیل استاتیکی با در نظر گرفتن پاسخ دینامیکی
• ۲.۴ روش تنظیم مدل سیستم افزوده استاتیکی در میراگرهای وابسته به سرعت
• ۲.۵ نمونه محاسبه نیروی طراحی قاب اصلی سازه کنترل لرزه‌ای
فصل ۳: نمونه‌های طراحی انتقال نیروی افقی در سطح افقی کف (دیافراگم)
• ۳.۱ مقدمه
• ۳.۲ روش محاسبه نیروی برشی منتقل شده توسط دال کف (نیروی برشی انتقالی)
• ۳.۳ نمونه طراحی
• ۳.۴ جمع‌بندی
فصل ۴: نمونه‌های طراحی بخش نصب میراگر کنترل لرزه‌ای
• ۴.۱ نمونه طراحی بخش نصب نوع لینک برشی (Shear Link) – میراگر روغنی
• ۴.۲ نمونه طراحی بخش نصب دیواری – میراگر ویسکوز
• ۴.۳ نمونه طراحی بخش نصب نوع ستونِ میانی – میراگر روغنی
• ۴.۴ نمونه طراحی بخش نصب نوع مهاربندی (بادبندی) – میراگر فولادی
• ۴.۵ نمونه طراحی بخش نصب نوع ستونِ میانی – میراگر فولادی
• ۴.۶ نمونه طراحی بخش نصب نوع مهاربندی (بادبندی) – میراگر اصطکاکی
• ۴.۷ نمونه طراحی بخش نصب میراگر اصطکاکی و بدنه سازه موجود (مقاوم‌سازی)
• ۴.۸ نمونه طراحی بخش نصب میراگر ویسکوز نوع دورانی
• ۴.۹ نمونه طراحی بخش نصب نوع کلویس (اتصال مفصلی/دوشاخه – Clevis)
بخش دوم (II): نمونه‌های طراحی ساختمان‌های کنترل لرزه‌ای
فصل ۱: مقدمه
فصل ۲: نمونه‌های اجرایی طراحی
• معرفی کلی نمونه‌های اجرایی طراحی
• نمونه اجرایی ۱: ساختمان اداری ۳۵ طبقه با اسکلت فولادی (S) با استفاده از میراگر روغنی با عملکرد بالا
• نمونه اجرایی ۲: مجتمع مسکونی ۲۹ طبقه بتن مسلح (RC) با استفاده از میراگر ویسکوالاستیک
• نمونه اجرایی ۳: ساختمان اداری-هتل ۲۷ طبقه با اسکلت فولادی (S) با استفاده از میراگر اصطکاکی و میراگر روغنی
• نمونه اجرایی ۴: ساختمان اداری ۱۰ طبقه با اسکلت فولادی (S) با استفاده از میراگر فولادی
• نمونه اجرایی ۵: مجتمع چندمنظوره ۱۸ طبقه با اسکلت فولادی (S) با استفاده از دیوار کنترل لرزه‌ای ویسکوز و میراگر روغنی
• نمونه اجرایی ۶: اصلاح (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان اداری ۱۷ طبقه با اسکلت فولادی (S) با استفاده از میراگر جرمی ویسکوز تنظیم‌شده (Tuned Viscous Mass Damper)
بخش سوم (III): نمونه‌های مشاهده و آزمایش ساختمان‌های کنترل لرزه‌ای
فصل ۱: مقدمه
فصل ۲: نمونه‌های مشاهده ساختمان‌های کنترل لرزه‌ای
• ۲.۱ روش تحلیل مشخصات ارتعاشی ساختمان بر اساس رکوردهای مشاهده‌ای
• ۲.۲ نتایج تحلیل ساختمان کنترل لرزه‌ای ۲۱ طبقه
• ۲.۳ نتایج تحلیل ساختمان کنترل لرزه‌ای ۴۱ طبقه
• ۲.۴ نتایج تحلیل ساختمان کنترل لرزه‌ای ۵۴ طبقه (مورد A)
• ۲.۵ نتایج تحلیل ساختمان کنترل لرزه‌ای ۵۴ طبقه (مورد B)
• ۲.۶ نتایج تحلیل ساختمان کنترل لرزه‌ای ۴۳ طبقه
فصل ۳: نمونه‌های آزمایش ساختمان‌های کنترل لرزه‌ای
• ۳.۱ خلاصه آزمایش میز لرزان
• ۳.۲ نتایج آزمایش
• ۳.۳ بازتولید و تحلیل آزمایش از طریق تحلیل
• ۳.۴ آزمایش زیر-قاب (Sub-frame) با اعمال تغییر شکل بین‌طبقه‌ای و نیروی میراگر به قاب کنترل لرزه‌ای
فصل ۴: جمع‌بندی
IV. برگه‌های اطلاعات فنی میراگرهای کنترل لرزه‌ای
فهرست مطالب
فصل ۱: کلیات برگه‌های اطلاعات فنی
فصل ۲: اقلام مندرج و برگه‌های اطلاعات فنی
• میراگر روغنی (Oil Damper) …
• میراگر ویسکوز (Viscous Damper) …
• میراگر ویسکوالاستیک (Viscoelastic Damper) …
• میراگر فولادی (Steel Damper) …
• میراگر اصطکاکی (Friction Damper) …
• میراگر جرم اینرسی (Inertial Mass Damper) …

نشر علمی صالحین ✅💪

مدیر انتشارات: مهندس علیرضا صالحین: @AlirezaSalehin

📞 09124886498

☎️ 021-88283698

عضویت در کانال انتشارات 👇👇

Telegram: @SalehinPub

Website: www.KetabSalehin.ir