جداسازی شالوده یا سامانه جداسازی شالوده (به انگلیسی: Base Isolation System) یکی از روش‌های رایج محافظت سازه در برابر نیروهای زلزله است. این سیستم، عبارت است از مجموعه‌ای از اعضای سازه‌ای که باید یک ابرسازه را از زیربنایش که بر روی یک زمین در حال لرزش قرار گرفته‌ است، به‌طور کامل جدا کرده تا یک سازه ساختمانی یا غیرساختمانی را به خوبی در مقابل زمین‌لرزه حفظ کند.
جداسازی بستر، بهترین روش در مهندسی زمین‌لرزه بوده و مربوط به فن‌آوری‌های کنترل لرزش سازه‌ای غیرفعال است. این بدین معنا است که یک سازه ساختمانی یا غیرساختمانی را با یک طراحی صحیح اولیه یا اصلاحات ثانوی، می‌توان در برابر اثرات زلزله محافظت کرد. در برخی از موارد، استفاده از این سیستم، کارآیی سازه در مقابل زمین‌لرزه و پایایی آن را در برابر زلزله، به‌طور قابل توجهی، افزایش می‌دهد. برخلاف باور عموم مردم، به کار بردن جداسازی شالوده، باعث ضدزلزله شدن یک ساختمان نمی‌شود.

ضمنا نکته مهم در مورد جداگرهای لرزه ای این است که استفاده از Base Isolator هم می تواند به هنگام طراحی پروژه مد نظر قرار گیرد و هم بعد از اجراء ساختمان به جهت افزایش مقاومت آن به سازه اضافه گردد.

استفاده از جداگرهای لرزه ای (Base Isolator) در طراحی سازه و مقاوم سازی آن

سامانه جداسازی شالوده، شامل واحدهای جداسازی و اجزاء جداسازی می‌شود که:

  • واحدهای جداسازی، اعضای اساسی سامانه جداسازی شالوده به حساب آمده و وظیفه تأمین کردن اثر جدایش یادشده را در سازه‌های ساختمانی و غیرساختمانی برعهده دارند.
  • اجزاء جداسازی نیز عبارتند از اتصالات بین واحدهای جداسازی و بخش‌هایی که اثر جدایش در آن‌ها وجود ندارد.

همه واحدهای جداسازی، بر اساس عکس‌العمل‌شان در مقابل زمین‌لرزه، به دو دسته واحدهای برشی و واحدهای لغزشی تقسیم می‌شوند. نخستین نشانه‌های استفاده معماران از این نوع سیستم در برابر زلزله، در پاسارگاد (شهری در ایران باستان) و در قرن ششم قبل از میلاد مشاهده شده‌است. این سیستم، از یک پی از جنس سنگ عمیق و پهن و ملات صاف‌شده‌ای تشکیل شده‌است که بر روی پی دیگری از جنس سنگ صاف‌شده و پهن قرار گرفته‌است. این دو پی به گونه‌ای به هم متصل شده‌اند که صفحه بین‌شان، به جلو و عقب می‌لغزد. آن‌چنان‌که در یکی از زلزله‌های رخ داده، این سازه سالم مانده بود.

از این فن‌آوری، می‌توان در طراحی سازه و مقاوم‌سازی در برابر زمین‌لرزه، بهره جست. برخی از مهم‌ترین بناهای تاریخی ایالات متحده، همچون تالار شهر پاسادنا، تالار شهر سان فرانسیسکو، تالار شهر سالت لیک و تالار شهر لوس آنجلس با استفاده از همین سامانه، در برابر زلزله مقاوم‌سازی شده‌اند. برای این کار، نیاز به ایجاد میان‌پرده‌ها و خندق‌های مستحکمی وجود داشت، تا در برابر واژگون‌شدن و اثر پی-دلتا ایستادگی کند.

base insolator یا جداگر لرزه ای
استفاده از base isolator در سازه
استفاده از base isolator در سازه

مفهوم جداسازی پایه بسیار ساده است. جداگر لرزه ای معمولاً در ترازی بین سازه و پی (یا در مورد پل‌‌ها بین عرشه و پایه) نصب می‌شود و چون سختی افقی نسبتاً کمی دارد، باعث افزایش درجات آزادی سازه در راستای افقی می گردد. این امر فرکانس طبیعی سازه را نسبت به فرکانس حالت جداسازی ‌نشده به میزان قابل‌ توجهی کاهش داده و آن را از محدوده تشدید، که معمولاً در فرکانس‌‌های بالا رخ می‌دهد، دور می‌سازد.
به این طریق اولین مد ارتعاشی سازه‌ ی جداسازی شده تنها شامل تغییر شکل افقی سامانه‌ ی جداگر لرزه ای می ‌شود و سازه فوقانی تقریباً به صورت صلب تغییر مکان می‌دهد. مدهای بالاتری که باعث ایجاد تغییر شکل در سازه می‌شود، بر مد اول ارتعاشی و حرکت زمین عمود می‌باشد. این مودهای بالاتر در حرکت مشارکت نمی‌کند، بنابراین انرژی بالای لرزه‌ ای در این مدهای بالا، به سازه منتقل نخواهد شد. در واقع هدف از جداسازی لرزه ‌ای جذب انرژی زلزله نیست (برخلاف میراگر‌ها یا مفاصل پلاستیک در سازه)، بلکه هدف تغییر مدهای ارتعاشی سازه و انحراف انرژی زلزله است.
در واقع مهم‌ترین اثر جداسازی لرزه ای، افزایش دوره تناوب سازه‌ها از بازه ۰/۱ الی ۱ ثانیه، که در آن امکان اعمال شتاب‌های بالا به سیستم وجود دارد، به بازه ۲ تا ۳ ثانیه است. علاوه بر این، به دلیل وجود مکانیزمی جهت افزایش میرایی در جداساز لرزه ای، مقادیر استهلاک انرژی بالاتری نیز حاصل می گردد. تقاضای تغییرمکانی افزایش یافته که ناشی از انتقال دوره ی تناوب می‌باشد نیز توسط تجهیزات جداساز لرزه ای تحمل شده که اجازه می‌دهد سازه فوقانی تقریبا به صورت یک جسم صلب حرکت کند.

En/Fa