أحد الأساليب المستخدمة على نطاق واسع لزيادة مقاومة المباني في المناطق ذات الاحتمالية العالية للزلازل هو استخدام المشابک. من ناحية أخرى ، مع تزايد المخاوف بشأن سلامة المباني القديمة ، وكذلك التغييرات في استخدام المباني (على سبيل المثال ، زيادة الطوابق) ، أثيرت مناقشة زيادة سلامة المباني وتقویتها.
یاخذ العديد من الأساليب الجديدة والمبتكرة في الاعتبار لتحسين قوة المباني ، وإحدى هذه الطرق هي استخدام BRB أو مشابک التواء المتارجح.
تصميم خبير واختيار طرق التقویه
بعد أن يقرر الخبراء التفصيليون أن المبنى به مشاكل من حيث المقاومة ، أو أن المنطقة الجغرافية هي إحدى المناطق ذات الاحتمالية العالية للزلازل ، يقترح طرق مختلفة للتقویه.
وفقًا لشكل المبنى ، وأبعاد الأساس ، ومنطقة الإنشاء ، ونوع المواد المستخدمة ، يحدد الطريقة المناسبة للتقویه. سابقًا ، كانت الطرق التقليدية لاستخدام المشابک ، في مواجهة ضغوط وصدمات الزلزال ، غير فعالة. لقد أظهرت النقص. لهذا السبب ، يستخدم طرق أحدث.
ما هو BRB؟
عندما تواجه الهياكل الصدمات والزلازل ، فإنها تواجه انتشار كمية كبيرة من الطاقة الحركية في بنيتها ، وفي الواقع ، يعتمد مقدار الضرر الذي يتعرض له المبنى إلى حد كبير على نوع انتشار هذه الحركة في المبنى.
لهذا السبب ، سعى مهندسو البناء منذ فترة طويلة لتصميم نظام مقاوم للاهتزازات والحركات ، وهو نظام يمكنه تحليل الطاقة المذكورة عند دخولها المبنى.
في الواقع ، تتمثل الوظيفة الرئيسية لعنصر تحليل الطاقة في تقليل مقدار الضرر الذي يلحق بالهياكل الرئيسية للهيكل. لهذا الغرض ، یستخدم القيود لفترة طويلة لتحقيق الاستقرار في الهيكل ضد الأحمال الواردة التي تسببها الرياح أو الزلازل. لكن العيب الرئيسي للمشابک التقليدية هو تدهور قوة المشابک بسبب الضغط الذي يمارس على الدعامات. حل هذه المشكلة هو مشابک التواء المتارجح.
مشابک التواء المتأرجح هو نظام مقاوم للزلازل أثبت أنه يعمل بشكل أفضل من المشابک التقليدي. في هذه الطريقة ، تمت محاولة تحقيق مستوى من المرونة بطريقة خاصة ، بحيث تكون تحت الضغوط قادرة على صد الضغط أو تحمله بسبب المرونة.
تاريخ المشابک التواء المتارجح
يمكن اعتبار BRBs تطورًا جديدًا وتطورًا في مجال مقاومة البناء. ظهرت عيناته الأولى في الثمانينيات وبدأ اختبارها في منتصف هذا العقد. یقترح مفهوم المشابک التواء المتارجح لأول مرة من قبل مهندس ياباني يُدعى بياشي.
خلال التسعينيات ، یستخدمه على أساس تجريبي في اليابان ، ولأنه كان ناجحًا ، فقد یستخدمه أيضًا في الولايات المتحدة في عام 1998 ، وینتهی من مراحل الاختبار والمحاكاة في الولايات المتحدة في عام 1999. في عام 2000 ، یستخدمه في العديد من مشاريع البناء وأظهر عمليا سلامته.
شكل BRB
يتكون الهيكل الرئيسي للمشابک التواء المتارجح من قلب فولاذي مدمج في الخرسانة. تمتلئ مساحتنا بين اللب الرئيسي والحزام بمادة شبيهة بالخرسانة ، ويتم وضع طلاء خاص على الحزام لمنعه من الانحناء تحت الضغط. هذا الشكل المبتكر يجعل BRB أكثر مرونة عند تعرضه للضغط.
فوائد BRB
1. إمكانية التوصيل السهل بالهيكل الهيكلي للهيكل.
2. قدرة عالية على توزيع الضغط المطبق واستقرار العمل في أوقات الضغط.
3. قلة التأثير والحساسية في مواجهة التغيرات في الظروف البيئية المختلفة.
4. المرونة في التصميم.
5. في معظم الحالات ، لا توجد حاجة لتقوية الهيكل والإطار لتركيب BRB.
عيوب BRB
1. استحالة التحقيق الكامل في الأضرار التي لحقت المشابک بعد الزلازل المحتملة.
2. عدم وجود دراسات كافية تتعلق بالقوة الدقيقة للدعامه او المشابک الملحقة بالإطار.
3. عدم التمركز الذاتي لـ BRB مما يؤثر على مقاومتها إلى حد ما.
الاستخدامات
قد یستخدم مشابک التواء المتارجح في العديد من الهياكل المختلفة ، في المكاتب والمستشفيات ومواقف السيارات والمباني متعددة الطوابق والمدارس والمساجد والملاعب. ولكن بخلاف ذلك ، كان استخدام BRB ناجحًا في الهياكل غير السكنية مثل الجسور.
آلية العمل
عند مواجهة الحمل الجانبي ، يُظهر BRB تناسقًا في تحمل الحمل ، وفي الواقع ، يكون الحمل على اامشتلک متوازنًا ومتماثلًا. نوع تصميم BRB لا يواجه الانحناء أثناء دورة الضغط.
تتمتع المشابک التواء المتارجج بمقاومة عالية للانحناء تحت الضغط. سيؤدي ثني او انحناءالدعامة أثناء الضغط إلى إضعاف قوتها ويمكن أن يؤدي إلى سقوط المشابک. ضعف القدرة على الصمود يعني انخفاض انتشار الطاقة الزلزالية ، وكانت هذه مشكلة المشابک السابقة.
يستخدم BRB في الجسور كهيكل نقل بالضغط لالتقاط طاقة الاهتزاز وقد أظهر فعاليته في المشاريع الكبيرة.
استنتاج
أظهرت دراسات مختلفة فعالية مشابک التواء المتأرجحة. من بين جميع المشابک ، أظهر BRB أعلى مقاومة للضغوط الزلزالية. الميزات الهيكلية لـ BRB وإطلاق الطاقة المستقر دون الانحناء تجعلها مقاومة للأحمال الجانبية.
منذ عقود قليلة مضت ، عندما یستخدم هذه المشابک لأول مرة في المباني في اليابان ، وحتى اليوم ، تم إثبات فاعلية هذه المشابک عمليًا ، ويبدو ذلك بالنسبة لدولة إيران ، مع الأخذ في الاعتبار أن حالات الزلازل مقارنة بالزلزال – البلدان المعرضة مثل اليابان ليست كثيرة ، فاستخدامها فعال بالفعل ، وبالطبع ، تم إثبات هذه المشكلة في الممارسة العملية ، كما أظهرت إحدى حالات استخدام RRB في المباني التي تضررت من زلزال كرمانشاه.