کنترل لرزه‌ای سازه‌ها با استفاده از میراگرهای سیال تنظیمی (TLD)، تطبیقپذیر با ارتفاع آب
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
نکیسا آذری
1
(دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران)
فرشید فتحی
2
(عضو هیات علمی، دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.)
کلید واژه: میراگر سیال تنظیمی, میراگر سیال تطبیقپذیر, کنترل انفعالی (غیرفعال), کاهش پاسخ‌های سازه‌ها, تحلیل‌های تاریخچه‌ی زمانی غیرخطی,
چکیده مقاله :
میراگرهای سیال تنظیمی (TLD)، که امروزه بصورت گسترده‌ای مورد استقبال و استفاده قرار گرفته‌اند، با داشتن ساختاری ساده، عدم نیاز به منبع انرژی خارجی و هزینه‌های ناچیز ساخت و اجرا توانسته‌اند بطور موثری برای کاهش پاسخ‌های سازه‌ها در برابر نیروهای زلزله مورد استفاده واقع شوند. با تنظیم ارتفاع آب درون مخزن میراگر سیال تنظیمی بگونه‌ای که فرکانس ارتعاش سیال با فرکانس اصلی سازه یکسان شود می‌توان بالاترین راندمان را از این سیستم کنترلی انفعالی (غیرفعال) در کاهش پاسخ سازه‌ها بدست آورد. تلاش‌های زیادی انجام شده است که این نوع میراگر درهنگام شرایط عادی نیز بتواند کاربرد داشته و بعنوان منبع ذخیره‌ی آب ساختمان مورد استفاده واقع شود. اما در چنین شرایطی به دلیل متغیر بودن سطح آب مصرفی درون مخزن میراگر، دیگر لزوماً راندمان آن درصورت وقوع زلزله بالا نخواهد بود. لذا هدف از ارائه این مقاله ارائه جزئیات کامل‌تری از یک مدل بهبود یافته‌ی پیشنهادی بجای TLDهای متداول است که بتواند در ارتفاع‌های مختلف آب درون مخزن نیز دارای بهترین راندمان در کاهش پاسخ‌های سازهای داشته باشد و قبلاً برای نخستین‌بار توسط مولفین پیشنهاد شده است. بدین منظور با اعمال هفت گروه رکورد زلزله به مدل تحلیلی مورد مطالعه، راندمان این دو سیستم کنترلی با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج تحلیل‌های تاریخچه‌ی زمانی غیرخطی انجام شده بیانگر آن است که پاسخ‌های حداکثر ساختمان در سیستم کنترلی پیشنهادی در مقایسه با سیستم TLD متداول، برای ارتفاع‌های مختلف آب مخزن، کاهش قابل توجهی داشته و موثرتر بوده است.
Tuned Liquid Dampers (TLD) are widely utilized today because of their simple structure, no need for external energy sources and low construction and implementation costs. They have also been used effectively to reduce the responses of structures against the earthquake excitation. By adjusting the water level, inside the TLD tank, so that the vibration frequency of the fluid is equal to the main frequency of the structure, the best efficiency is obtained for this passive control system in reducing the response of the structures. Many efforts have been undertaken to make this type of damper usable even under normal conditions, so that to be used as a water storage tank for the buildings. However, in such case, due to the variable level of water consumption in the damper tank, its efficiency will not necessarily be high at the time of an earthquake. Therefore, the purpose of this paper is to introduce an improved model, instead of conventional TLD, that perform the best efficiency in reducing structural responses at the different water levels in the reservoir. For this purpose, by applying seven earthquake records to the studied analytical model, the efficiency of two control systems has been compared with each other. The results of nonlinear time history analyses indicate that the maximum building responses in the proposed control system have been effectively reduced, for the different reservoir water levels, compared to the conventional TLD system.
_||_