بررسی رفتار لرزه ای سیستم های جداساز لرزه ای دارای آلیاژهای حافظه دار شکلی(جداساز لرزه ای هوشمند)

ایده اولیه جداسازی لرزه ای به اوایل قرن بیستم باز می-گردد. اما، استفاده عملی از آن سابقه چندانی ندارد. جداسازی لرزه ای، به عنوان یک روش کنترل غیرفعال سازه و یک رویکرد نوین در طراحی مقاوم لرزه ای، پاسخ سازه را بطور چشمگیری کاهش می دهد. در روشهای مرسوم طراحی مقاوم لرزه ای سازه باید با مقاومت کافی طراحی شود تا بتواند در مقابل نیروهای لرزه ای مقاومت کند، به اندازه کافی شکل پذیر باشد تا بتواند انرژی ناشی از زلزله را جذب کند و همچنین سختی مناسبی داشته باشد تا قابلیت بهره برداری سازه حفظ شود. بنابراین، روشهای مرسوم طراحی مبتنی بر افزایش ظرفیت سازه است، یعنی ایجاد ظرفیت باربری جانبی در سازه با افزایش مقاومت و شکل پذیری صورت می گیرد ولی در جداسازی لرزه ای، که در چند دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته، با کاهش نیاز لرزه ای می توان پاسخ سازه را در محدوده ای ایمن قرار داد. جداساز لرزه ای قادر است با دور کردن زمان تناوب سازه از زمان تناوب غالب زمین لرزه ها، پاسخ سازه را کاهش و در نتیجه خسارات وارده را به حداقل برساند. در سازه های جداسازی شده بخاطر وجود جداکننده های لرزه ای، یک لایه انعطاف پذیر بین روسازه و فونداسیون ایجاد می شود که سبب افزایش زمان تناوب اصلی سیستم می شود. بنابراین، بدلیل اینکه ساختمان جداسازی شده دارای فرکانس پایین تری نسبت به سازه پایه ثابت و همچنین نسبت به فرکانس حرکات لرزه ای زمین است اولین مود ارتعاشی ساختمان جداسازی شده در تراز جداسازی اتفاق می افتد و روسازه تقریبا بصورت صلب رفتار می کند و این سبب شده است تا جداسازی لرزه ای، به عنوان یک استراتژی مناسب، در حفظ اجزا غیرسازه ای و تجهیزات حساس و گرانقیمت بحساب آید. در زلزله های شدید که نیروی زیادی به جداساز لرزه ای وارد می شود باعث ورود جداساز به ناحیه پلاستیک شده و پس از زمین لرزه جداساز قادر نخواهد بود به حالت اولیه خود باز گردد، برای حل این مشکل و همچنین برای بهبود رفتار جداساز لرزه ای از مصالحی به نام الیاژ حافظه دار شکلی (shape memory alloy)به صورت کابل و یا میله در جداساز استفاده می شود که یکی از مهمترین مزایای استفاده از این مصالح، برخوردار کردن جداساز لرزه ای از توانایی بازگشت پذیری است. آلیاژهای حافظه دار شکلی (sma ها) با خصوصیات مکانیکی منحصر به فرد خود به علت انتقال فاز جامد – جامد توصیف می شوند. آلیاژهای حافظه دار شکلی (sma) می توانند تا کرنش های حدود 10% را بدون برجاگذاشتن کرنش پسماند و همزمان با رفتار فوق الاستیک تحمل کنند . قابلیت استهلاک مناسب انرژی ، عدم باقی گذاشتن کرنش پس ماند ، مقاومت بالا در برابر خستگی و خوردگی ، عمر مفید بالا ، سخت شدگی نهایی در تغییر شکل های بالا ، عدم نیاز به نگهداری و امکان حذف کرنش های پس ماند به کمک اعمال دما (رفتار حافظه شکلی ) ، ایجاد تنش با اعمال دما (رفتار احیا مقید ) همگی از قابلیت هایی بوده که این مواد را به یک ماده مطلوب برای کاربرد در جداسازها تبدیل کرده است . بنابر موارد ذکر شده به بررسی یک نوع سیستم جداساز مدرن ، مرکب از جداساز لرزه ای پایه برای پشتیبانی نیروهای گرانشی برای فراهم کردن امکان تغییر مکان های افقی زیاد ، و اتصالات ساده کابل هایی از جنس sma(آلیاژهای حافظه دار شکلی shape memory alloy) برای تامین کردن سختی افقی (جانبی) کافی و همچنین قابلیت برگشت پذیری مناسب ،پرداخته می شود . این سیستم مقاوم ترکیبی ، تابع چیدمان اجزای کمکی sma است.