اقرأ في هذا المقال
- ما هو تأثير الاهتزاز الناتج عن الإنسان على الهياكل الخرسانية المسلحة؟
- كيف يتم التحكّم في الاهتزازات التي يسببها الإنسان في الهياكل الخرسانية المسلحة؟
ما هو تأثير الاهتزاز الناتج عن الإنسان على الهياكل الخرسانية المسلحة؟
قد يؤدي الاهتزاز الناجِم عن الإنسان إلى مشاكل خطيرة في إمكانية الخدمة في الهياكل الخرسانية المسلّحة. هناك العديد من المشاريع الإستراتيجية الحديثة التي عانت من مثل هذه المشكلة مثل ميلينيوم بريدج في لندن في المملكة المتحدة. عانى الجسر من الإثارة المتزامنة الجانبية. كان يجب إغلاق الجسر والتخفيف من حدته للقضاء على هذه المشكلة. من هذا المثال، يتضح تمامًا أن الإثارة التي يسببها الإنسان يجب أن تؤخذ على محمل الجد وأن يتم التعامل معها بشكل صحيح. في هذه المقالة، ستتم مناقشة العديد من استراتيجيات التخفيف من الإثارة التي يسببها الإنسان.
كيف يتم التحكّم في الاهتزازات التي يسببها الإنسان في الهياكل الخرسانية المسلحة؟
تشمل استراتيجيات التخفيف من الاهتزازات التي يسببها الإنسان ما يلي:
- طُرق التحكم في الاهتزازات السلبية.
- طُرق التحكم في الاهتزاز النشط.
- طُرق التحكم في الاهتزاز شبه النشط (أو الطرق السلبية الخاضعة للرقابة).
يمكن استخدام طُرق تخفيف الاهتزاز المذكورة أعلاه بشكل منفصل أو مجتمعة لتوفير النتيجة المرجوة. ستتم مناقشة أنظمة تخفيف الاهتزاز الرئيسية في الأقسام التالية.
1- طرق التحكم في الاهتزازات السلبية التي يسببها الإنسان في الهياكل الخرسانية المسلحة:
تُؤدي الطرق السلبية عادةً إلى انخفاض الطلب على تبديد الطاقة في الهيكل الرئيسي على الرغم من تناول مُعظم الطاقة المفروضة على الهيكل. لا توفر أنظمة العزل القدرة على امتصاص الطاقة فحسب، بل توفر أيضًا المرونة في الهيكل. وبالتالي، فإنّ كمية الطاقة التي قد تنتقل إلى الهيكل ستنخفض بشكل كبير. علاوة على ذلك، فإنّ أدوات التخميد السلبي التكميلية تأكل مُعظم الطاقة التي يختبرها الهيكل. لذلك، فإنّ هذا الجهاز يحمي الهياكل من الآثار الضارة التي قد تسببها الطاقة المُدخلة.
تُولِّد أجهزة التخميد السلبي الإضافية قُوى ضد حركة الهيكل الذي يتم توصيلها به. الميزة الأكثر بروزًا لهذه الأجهزة هي أن ميزاتها الديناميكية لن تتغير بمرور الوقت. علاوة على ذلك، لا يحتاجون إلى الاتصال بمصدر خارجي للطاقة لمساعدتهم في التحكم في الاهتزازات. هذا هو السبب في أن هذه الأجهزة لا يمكنها التعامل مع الاختلافات في الأحمال الخارجية مثل الاختلافات في ترددات الإثارة. أخيرًا، تتوفر العديد من أجهزة التخميد السلبي الإضافية لاستخدامها في معالجة مشاكل قابلية خدمة الاهتزاز لهيكل الخرسانة المسلّحة بسبب الإثارة التي يُسببها الإنسان.
على سبيل المثال، مخمدات الاحتكاك، المثبط اللزج، المعالجات اللزجة المرنة، المثبّط الكتلي المضبوط أو ممتص الاهتزاز، المثبّط السائل المضبوط، المثبّط الكتلي المضبوط البندول، الأقواس غير المربوطة، مثبّط الصدمات، التخميد بالطبقة المقيدة والألواح الناتجة. كل هذه الطُرق تعمل على التحكّم في الاهتزاز المفروض الذي يعاني منه الهيكل.
2- طرق التحكم في الاهتزاز النشط الذي يسببه الإنسان في الهياكل الخرسانية المسلّحة:
الميزة الأكثر وضوحًا للتحكّم في الاهتزاز النشط هي أنه مُتصل بمصدر خارجي للطاقة. تُستخدم هذه الطاقة للتلاعب بقوة المشغلات التي تستخدم بدورها قوة تحكم في هيكل في وظيفة تخفيف الاهتزاز. يمكن أن تتكيف استراتيجيات التحكم في الاهتزاز النشط مع ظروف التحميل المختلفة والقدرة على التحكم في أوضاع الاهتزاز المختلفة في الهيكل. فيما يتعلّق بتصميم نظام التحكم في الاهتزاز النشط، فإنّ طُرق التصميم متغيرة بشكل كبير ويعتمد اختيار كل طريقة على عدة عوامل على سبيل المثال أهداف الأداء المفضلة، وطبيعة جهاز التحكم النشط، وخصائص الهدف المتحكّم فيه.
أخيرًا، هناك العديد من أنظمة التحكم في الاهتزاز النشط مثل نظام التحكم النشط في الأوتار، محرك الكتلة النشط، مثبت الدوران النشط، نظام التحكم النشط في النبض، الملحقات الديناميكية الهوائية النشطة والتخميد النشط للطبقة المقيدة. إنّ نظام التحكّم في الاهتزاز النشط الذي يكتشف الاهتزاز في البداية باستخدام مستشعرات ثم يتحكم في الاهتزاز بشكل صحيح.
3- طرق التحكم في الاهتزاز شبه النشط الذي يسببه الإنسان في الهياكل الخرسانية المسلّحة:
كما يوحي اسم التقنية، فإنّ الاهتزاز شبه النشط هو مزيج من نظام التحكّم في الاهتزاز النشط والسلبي. تتميز أجهزة التحكّم في الاهتزاز شبه النشطة بخصائص الصلابة والتخميد التي يمكن ضبطها في الوقت الفعلي ولكن لا يمكن حقن الطاقة في النظام المتحكم فيه. هناك عدة أنواع من أجهزة التحكم في الاهتزاز شبه النشطة، على سبيل المثال المثبط الكهروضوئي، المثبط الشبكي، المثبط السائل شبه النشط، المثبط الكتلي شبه النشط المضبوط وممتص الاهتزاز شبه النشط.
