نصب آسانسور در برج‌هاي با حركت لرزه‌اي (زلزله‌خيز) – استفاده از دمپرهاي ويسكوز و اتصالات منعطف

مقدمه

در طراحی و ساخت آسانسورهای هیدرولیک، کارسلینگ آسانسور هیدرولیک به عنوان اسکلت فلزی و چارچوب اصلی کابین، نقشی بنیادین در استحکام سازه و انتقال نیروهای وارده ایفا می‌کند . با این حال، در کشورهای لرزه‌خیز مانند ایران که بر روی کمربند زلزله واقع شده‌اند، تأمین ایمنی سازه‌ای ساختمان‌ها و تجهیزات درون آنها از جمله آسانسور، یک چالش اساسی محسوب می‌شود . تجربه زلزله‌های گذشته نشان داده است که آسانسورها و پله‌برقی‌ها از جمله آسیب‌پذیرترین تجهیزات در هنگام وقوع زمین‌لرزه هستند. عواملی مانند عدم انطباق استانداردهای ایمنی، جابجایی نسبی طبقات (Story Drift) و نوسانات شدید ناشی از حرکت لرزه‌ای می‌توانند منجر به خروج وزنه‌تعادل از ریل، پارگی سیم‌بکسل‌ها و شکست براکت‌های ریل شوند . در این راستا، استفاده از **دمپرهای ویسکوز (Viscous Dampers)** و **اتصالات منعطف (Flexible Connections)** به عنوان دو راهکار مؤثر در استهلاک انرژی و جذب حرکات لرزه‌ای در سیستم‌های آسانسور مطرح شده است.

## ۱. چالش‌های نصب آسانسور در مناطق زلزله‌خیز

### ۱.۱ آسیب‌پذیری تجهیزات آسانسور در زلزله‌های گذشته

بررسی زلزله‌های مخربی مانند زلزله ۱۹۹۹ ازمیر ترکیه نشان می‌دهد که آسیب به آسانسورها یکی از پیامدهای شایع این حوادث است. بر اساس گزارشات، در این زمین‌لرزه موارد متعددی از خروج وزنه‌های تعادل از ریل (که منجر به برخورد با کابین می‌شود)، پارگی سیم‌بکسل‌ها، و شکستگی براکت‌های ریل گزارش شده است . همچنین در زلزله ۲۰۱۱ ژاپن، حوادث سقوط پله‌برقی‌ها در ساختمان‌های فولادی رخ داد که ناشی از جابجایی شدید بین طبقاتی (Interlayer Displacement) و ناکافی بودن طول همپوشانی (Overlap Allowance) تکیه‌گاه‌ها بوده است .

### ۱.۲ ماهیت حرکت لرزه‌ای و اثرات آن بر چاه آسانسور

هنگام وقوع زلزله، ساختمان‌ها در جهات مختلف و با فرکانس طبیعی خود نوسان می‌کنند. این نوسان باعث جابجایی نسبی طبقات (Story Drift) شده و به چاه آسانسور که عمدتاً سازه‌ای صلب است، فشار وارد می‌کند . این فشارها می‌توانند باعث تغییر شکل ریل‌ها، براکت‌ها، و حتی قاب اصلی آسانسور (کارسلینگ) شوند. مطالعات نشان داده است که در حالت توقف کابین در طبقات بالا، وزنه‌تعادل بیشترین آسیب را می‌بیند و احتمال خروج از ریل افزایش می‌یابد . کنترل این ارتعاشات با استفاده از تجهیزات استهلاک انرژی، از الزامات اصلی طراحی در این مناطق است .

## ۲. دمپرهای ویسکوز: اصول عملکرد و کاربرد

### ۲.۱ مکانیزم استهلاک انرژی

دمپرهای ویسکوز که با نام **میراگر ویسکوز مایع (Viscous Fluid Damper)** نیز شناخته می‌شوند، تجهیزاتی هیدرولیکی هستند که برای مقابله با ارتعاشات لرزه‌ای و ضربات طراحی شده‌اند . این دمپرها شامل یک سیلندر پر از روغن (مایع ویسکوز) و یک پیستون متصل به میله هستند. هنگامی که دو سر دمپر تحت تأثیر حرکت لرزه‌ای نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند، پیستون درون سیلندر حرکت کرده و مایع ویسکوز را مجبور به عبور از روزنه‌های ریز تعبیه‌شده در پیستون می‌کند . این عبور سیال با لزجت بالا، موجب تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی حرارتی (استهلاک انرژی) شده و ارتعاشات را به شدت کاهش می‌دهد . بر اساس مطالعات، استفاده از دمپرهای ویسکوز با بهینه‌سازی قطر و تعداد اجزاء، می‌تواند ضریب میرایی معادل سازه را به طور قابل‌توجهی افزایش دهد .

### ۲.۲ کاربرد در سازه آسانسور و سیستم تعلیق

دمپرهای ویسکوز را می‌توان در نقاط مختلف سازه آسانسور نصب کرد. از جمله کاربردهای کلیدی آن، نصب بین **کارسلینگ** و سازه ساختمان، یا بر روی سیستم تعلیق کابین است. با نصب این دمپرها، انرژی ناشی از حرکت لرزه‌ای جذب شده و از انتقال مستقیم آن به ریل‌ها و کابین جلوگیری می‌شود. این کار، از کج شدن و تغییر شکل کارسلینگ در اثر بارهای جانبی جلوگیری کرده و مانع از قفل شدن پاراشوت یا خارج شدن کفشک‌های راهنما از ریل می‌شود . همچنین این سیستم‌ها برای ساختمان‌های بلندمرتبه، پل‌ها و سازه‌های صنعتی نیز کاربرد گسترده‌ای دارند .

## ۳. اتصالات منعطف: جبران‌کننده جابجایی‌های نسبی

### ۳.۱ مفهوم و انواع اتصالات منعطف

برای جلوگیری از انتقال تنش‌های ناشی از جابجایی طبقات به تجهیزات آسانسور، از **اتصالات منعطف** و سیستم‌های لغزنده استفاده می‌شود . این اتصالات به گونه‌ای طراحی می‌شوند که اجازه می‌دهند سازه آسانسور نسبت به سازه ساختمان، حرکت جانبی (Lateral Movement) محدودی داشته باشد. یک نمونه از این سیستم‌ها که در پله‌برقی‌ها و پیاده‌روهای متحرک به کار می‌رود، استفاده از **صفحات لغزنده (Sliding Plates)** و **اتصالات پیچی با شکاف (Slotted Connections)** است که با غلبه بر ضریب اصطکاک تعیین‌شده، امکان حرکت افقی را فراهم می‌کنند .

### ۳.۲ نحوه پیاده‌سازی در چاه آسانسور

در طراحی اتصالات منعطف برای آسانسورها، از صفحات فلزی (مانند فولاد ضدزنگ، برنج، مس یا پوشش PTFE) برای ایجاد یک رابط لغزنده بین براکت‌های اتصال و سازه ساختمان استفاده می‌شود . در برخی طراحی‌ها، از بافرهای لاستیکی (Resilient Buffers) برای محدود کردن حرکت و جذب ضربات استفاده می‌شود . این رویکرد که با هدف جلوگیری از تمرکز تنش در المان‌های آسانسور انجام می‌شود، تضمین می‌کند که علیرغم جابجایی شدید ساختمان در هنگام زلزله (که بر اساس استاندارد جدید ژاپن تا زاویه ۱/۲۴ رادیان نیز محاسبه می‌شود)، تجهیزات دچار تغییر شکل دائم نشوند . شایان ذکر است که در پروژه‌های پیچیده، گاهی از سازه فلزی خودنگهدار (Self-supporting) مستقل از سازه اصلی استفاده می‌شود تا فشار لرزه‌ای به آسانسور منتقل نشود .

## ۴. یکپارچه‌سازی سیستم‌های کنترلی و استانداردها

### ۴.۱ عملکرد در هنگام زلزله: توقف در طبقات میانی

کنترل حرکت کابین در هنگام زلزله یکی دیگر از جنبه‌های حیاتی است. طبق استانداردهای بین‌المللی مانند **TS EN 81-77** که مخصوص آسانسورهای مناطق زلزله‌خیز است، در هنگام تشخیص امواج اولیه زلزله (P-Wave)، سیستم‌های پیشرفته، کابین را به نزدیک‌ترین طبقه یا **طبقه میانی** هدایت کرده و درب‌ها را باز می‌کنند . دلیل انتخاب طبقه میانی، جلوگیری از قرارگیری کابین در نقاط انتهایی چاه (طبقه همکف یا طبقه آخر) است؛ چرا که در این نقاط، طول کابل‌های تعلیق به حداکثر می‌رسد و احتمال بروز پدیده **رزونانس** (هم‌نوایی فرکانس نوسان کابل با فرکانس ساختمان) و در نتیجه برخورد کابل به دیواره چاه به شدت افزایش می‌یابد . پس از توقف، سیستم به ارزیابی خودکار آسیب و در صورت ایمنی، بازگشت به حالت عادی می‌پردازد .

### ۴.۲ ارزیابی و بازگشت به کار پس از زلزله

یکی از چالش‌های اصلی پس از زلزله، زمان‌بر بودن بازرسی‌های دستی آسانسور است که می‌تواند تا چندین هفته به طول انجامد و ساختمان‌های بلند را عملاً غیرقابل سکونت کند . استاندارد جدید بر لزوم وجود سیستم‌های **ارزیابی خودکار آسیب** برای تشخیص سریع سلامت اجزایی مانند ریل‌ها، کابل‌ها و وزنه‌تعادل تأکید دارد. در صورت عدم وجود آسیب جدی، سیستم باید امکان بازگشت خودکار به مدار را برای پرسنل فنی ساختمان فراهم آورد تا نیاز به انتظار برای تکنسین آسانسور در شرایط بحرانی نباشد .

## ۵. جمع‌بندی

نصب آسانسور در برج‌های زلزله‌خیز نیازمند رویکردی چندلایه و فراتر از نصب استاندارد است. **کارسلینگ آسانسور هیدرولیک** به عنوان قاب کابین، باید با استفاده از **دمپرهای ویسکوز** برای استهلاک انرژی دینامیکی و **اتصالات منعطف** برای جبران جابجایی‌های نسبی سازه تقویت شود . تجارب زلزله‌های گذشته نشان داده است که غفلت از این ملاحظات منجر به خروج وزنه از ریل، پارگی کابل و شکست براکت‌ها می‌شود . در کنار راهکارهای مکانیکی، رعایت استاندارد **EN 81-77** در مورد نحوه توقف کابین در طبقات میانی و وجود سیستم‌های **ارزیابی خودکار آسیب** برای بازگشت سریع به مدار، از الزامات طراحی ساختمان‌های مقاوم و قابل سکونت پس از زلزله است . استفاده از این فناوری‌ها، نه‌تنها ایمنی جانی مسافران را تضمین می‌کند، بلکه از تحمیل هزینه‌های سنگین تعمیرات و توقف طولانی‌مدت آسانسور جلوگیری می‌نماید.