عزل القاعدة الزلزالية

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "عزل القاعدة الزلزالية" - الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( مايو 2010 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

عزل القاعدة الزلزالية ، والمعروف أيضًا باسم عزل القاعدة ، ^[3] أو نظام عزل القاعدة ، ^[4] هو أحد أكثر الوسائل شيوعًا لحماية الهيكل ضد قوى الزلازل . ^[5] إنها مجموعة من العناصر الهيكلية التي يجب أن تفصل بشكل كبير البنية الفوقية عن بنيتها التحتية التي ترتكز بدورها على الأرض المهتزة، وبالتالي حماية سلامة المبنى أو الهيكل غير المبني . ^[6]

إن عزل القاعدة هو أحد أقوى أدوات هندسة الزلازل فيما يتعلق بتقنيات التحكم في الاهتزازات الهيكلية السلبية . ويمكن الحصول على العزل باستخدام تقنيات مختلفة مثل المحامل المطاطية ومحامل الاحتكاك والمحامل الكروية وأنظمة الزنبرك وغيرها من الوسائل. والغرض من ذلك هو تمكين المبنى أو الهيكل غير المبنى من النجاة من تأثير زلزالي مدمر محتمل من خلال التصميم الأولي المناسب أو التعديلات اللاحقة. وفي بعض الحالات، يمكن أن يؤدي تطبيق عزل القاعدة إلى رفع الأداء الزلزالي للهيكل واستدامته الزلزالية بشكل كبير. وعلى عكس الاعتقاد السائد، فإن عزل القاعدة لا يجعل المبنى مقاومًا للزلازل.

يتكون نظام العزل الأساسي من وحدات عزل مع أو بدون مكونات عزل ، حيث:

1. وحدات العزل هي العناصر الأساسية لنظام العزل الأساسي والتي تهدف إلى توفير تأثير الفصل المذكور أعلاه للهيكل المبنى أو غير المبنى.
2. مكونات العزل هي الوصلات بين وحدات العزل وأجزائها دون وجود أي تأثير فصل خاص بها.

يمكن أن تتكون وحدات العزل من وحدات قص أو انزلاق. ^{[7] [ مصدر غير موثوق؟ ] [8] [ مصدر غير موثوق؟ ]}

يمكن استخدام هذه التقنية لكل من التصميم الهيكلي الجديد ^[9] والتحديث الزلزالي . في عملية التحديث الزلزالي ، تم تركيب بعض المعالم الأمريكية الأكثر شهرة، مثل قاعة مدينة باسادينا ، ودار بلدية سان فرانسيسكو ، ومدينة سولت ليك ومبنى المقاطعة أو قاعة مدينة لوس أنجلوس على أنظمة عزل القاعدة . تطلب الأمر إنشاء حواجز وخنادق صلابة حول المباني، بالإضافة إلى اتخاذ تدابير ضد الانقلاب وتأثير دلتا-P.

كما يتم استخدام عزل القاعدة على نطاق أصغر - أحيانًا يصل إلى غرفة واحدة في المبنى. تُستخدم أنظمة الأرضيات المرتفعة المعزولة لحماية المعدات الأساسية ضد الزلازل. تم دمج هذه التقنية لحماية التماثيل والأعمال الفنية الأخرى - على سبيل المثال، انظر بوابات الجحيم لرودين في المتحف الوطني للفنون الغربية في حديقة أوينو في طوكيو . ^[10]

تتكون وحدات عزل القاعدة من محامل الحركة الخطية ، التي تسمح للمبنى بالتحرك، ومخمدات الزيت التي تمتص القوى الناتجة عن حركة المبنى، والمحامل المطاطية الرقائقية التي تسمح للمبنى بالعودة إلى وضعه الأصلي عند انتهاء الزلزال. ^[11]

كان الدكتور بيل روبنسون رائدًا في استخدام محامل عزل القاعدة في نيوزيلندا خلال سبعينيات القرن العشرين. ^[12] اخترع الدكتور روبنسون المحمل، الذي يتكون من طبقات من المطاط والصلب مع قلب من الرصاص، في عام 1974. ^[13] يعود تاريخ أقدم استخدامات أنظمة عزل القاعدة إلى عام 550 قبل الميلاد في بناء قبر كورش الكبير في باسارجاد ، إيران. ^[14] يقع أكثر من 90٪ من أراضي إيران، بما في ذلك هذا الموقع التاريخي، في حزام جبال الألب - الهيمالايا، وهو أحد أكثر المناطق الزلزالية نشاطًا على وجه الأرض. اكتشف المؤرخون أن هذا الهيكل، المكون في الغالب من الحجر الجيري، صُمم ليكون له أساسان. تم تصميم الأساس الأول والسفلي، المكون من حجارة تم ربطها معًا بجص الجير وملاط الرمل، المعروف باسم ملاط ​​ساروج، للتحرك في حالة وقوع زلزال. تتكون طبقة الأساس العلوية، التي تشكل صفيحة كبيرة لم تكن متصلة بأي شكل من الأشكال بقاعدة البناء، من أحجار مصقولة. والسبب في عدم ربط هذا الأساس الثاني بالقاعدة هو أنه في حالة وقوع زلزال، ستكون هذه الطبقة الشبيهة بالصفيحة قادرة على الانزلاق بحرية فوق الأساس الأول للبناء. وكما اكتشف المؤرخون بعد آلاف السنين، فإن هذا النظام عمل تمامًا كما توقع مصمموه، ونتيجة لذلك، لا يزال قبر كورش الكبير قائمًا حتى اليوم. يمكن تقسيم تطور فكرة عزل القاعدة إلى عصرين. في العصور القديمة، تم إجراء العزل من خلال بناء أحجار مقطوعة متعددة الطبقات (أو عن طريق وضع الرمل أو الحصى تحت الأساس) بينما في التاريخ الحديث، إلى جانب طبقات الحصى أو الرمل كواجهة عزل، يتم استخدام جذوع خشبية بين الأرض والأساس. ^[15]

من خلال شبكة جورج إي براون جونيور لمحاكاة هندسة الزلازل ( NEES )، يدرس الباحثون أداء أنظمة عزل القاعدة. ^[16] يقوم المشروع، وهو عبارة عن تعاون بين باحثين في جامعة نيفادا، رينو ؛ وجامعة كاليفورنيا، بيركلي ؛ وجامعة ويسكونسن، جرين باي ؛ وجامعة بافالو ، بإجراء تقييم استراتيجي للحواجز الاقتصادية والتقنية والإجرائية التي تحول دون التبني الواسع النطاق للعزل الزلزالي في الولايات المتحدة. تم استخدام موارد NEES للمحاكاة التجريبية والعددية، واستخراج البيانات، والشبكات والتعاون لفهم العلاقة المعقدة بين العوامل التي تتحكم في الأداء العام لنظام هيكلي معزول. يتضمن هذا المشروع طاولة اهتزاز زلزالية واختبارات هجينة في مرافق NEES التجريبية في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وجامعة بافالو، بهدف فهم حدود الأداء القصوى لفحص انتشار حالات فشل العزل المحلية (على سبيل المثال، الاصطدام بالتوقفات، وفشل المحمل، والرفع) إلى استجابة مستوى النظام. ستشمل هذه الاختبارات اختبارًا ثلاثي الأبعاد بالحجم الكامل لمبنى فولاذي معزول مكون من 5 طوابق على طاولة اهتزاز E-Defense في ميكي، هيوغو، اليابان. ^[17] استندت أبحاث العزل الزلزالي في منتصف وأواخر السبعينيات إلى حد كبير على الملاحظة التي تفيد بأن معظم سجلات الحركة القوية المسجلة حتى ذلك الوقت كانت لها قيم تسارع طيفية منخفضة للغاية (ثانيتان) في نطاق الفترة الطويلة. أثارت السجلات التي تم الحصول عليها من مواقع قاع البحيرة في زلزال مدينة مكسيكو عام 1985 مخاوف بشأن إمكانية الرنين، لكن مثل هذه الأمثلة اعتبرت استثنائية ويمكن التنبؤ بها. أحد الأمثلة المبكرة لاستراتيجية تصميم الزلزال هو الذي قدمه الدكتور جيه إيه كالانتاريين في عام 1909. وقد اقترح أنه يمكن بناء المبنى على طبقة من الرمل الناعم أو الميكا أو التلك مما يسمح للمبنى بالانزلاق في الزلزال، وبالتالي تقليل القوى المنقولة إلى المبنى. مراجعة مفصلة للأدبيات حول أنظمة التحكم شبه النشطة مايكل د. سيمانز وآخرون. (1999) يقدم مراجع للأبحاث النظرية والتجريبية ولكنه يركز على وصف نتائج العمل التجريبي. وعلى وجه التحديد، تركز المراجعة على أوصاف السلوك الديناميكي والسمات المميزة للأنظمة المختلفة التي تم اختبارها تجريبياً على مستوى المكونات وداخل النماذج الهيكلية الصغيرة الحجم.

يتضمن نظام عزل القاعدة التكيفي عازلًا قابلًا للضبط يمكنه تعديل خصائصه بناءً على المدخلات لتقليل الاهتزاز المنقول. تم اقتراح مخمدات السوائل المغناطيسية الريولوجية ^[18] والعوازل ذات الإيلاستومر المغناطيسي الريولي ^{[19] كعوازل قاعدة تكيفية.}

• قبر قورش
• قاعة مدينة لوس أنجلوس
• قاعة مدينة أوكلاند
• قاعة مدينة باسادينا
• قاعة مدينة سان فرانسيسكو
• قصر جوقة الشرف في كاليفورنيا في سان فرانسيسكو
• متحف MH de Young التذكاري في سان فرانسيسكو
• متحف الفن الآسيوي في سان فرانسيسكو
• جيمس ر. براوننج مبنى محكمة الاستئناف الأمريكية في سان فرانسيسكو
• المحطة الدولية لمطار سان فرانسيسكو الدولي ، أحد أكبر الهياكل المعزولة في العالم ^{[20] [21]}
• مبنى مدينة سولت ليك ومقاطعتها
• مستشفى باشاك شهير تشام ومدينة ساكورا في اسطنبول
• مباني البرلمان النيوزيلندي في ويلينغتون
• متحف نيوزيلندا تي بابا تونجاريوا في ويلينغتون
• معبد سولت ليك التابع لكنيسة يسوع المسيح لقديسي الأيام الأخيرة في مدينة سولت ليك (يخضع للتجديد الزلزالي 2019-2024) ^[22]
• معبد BAPS Shri Swaminarayan Mandir Chino Hills ، ^{[23] [24]} أول معبد هندوسي مقاوم للزلازل في العالم ^[25]
• أبل بارك ^[26]

• هياكل مقاومة للزلازل
• الهندسة الجيوتقنية
• التحديث الزلزالي
• ممتص الصدمات
• حامل الصدمات
• عزل الاهتزاز