31811

بهبود عملكرد لرزه‌اي سازه‌هاي نامنظم در برابر آسيب‌هاي ناشي از اثرات تغيير اقليم به كمك ميراگرهاي سيال مغناطيسي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-سازه

1401

1403/7/29

پدرام قادري

-

عمران

تغيير الگوهاي بارش و وزش باد، افزايش دما و رخداد نوسانات جوي ناشي از تغيير شرايط اقليمي تأثيرات عميقي بر زيرساخت‌ها و سازه‌هاي شهري دارند. ساختمان‌هاي سازه‌اي نامنظم به شدت در برابر رويدادهاي لرزه‌اي و اثرات تغييرات آب و هوايي آسيب‌پذير هستند. در نتيجه، توسعه راه‌حل‌هاي نوآورانه براي افزايش عملكرد لرزه‌اي و انعطاف‌پذيري اين ساختمان‌ها، به‌ويژه در مناطق زلزله‌خيز و مستعد تغييرات آب و هوايي، بسيار مهم است. در اين مطالعه، به بررسي بهبود عملكرد سازه‌هاي نامنظم در برابر اثرات تغيير اقليم با تمركز بر بارگذاري باد ، با استفاده از ميراگرهاي سيال مغناطيسي، پرداخته شده است. در مجموع 6 سازه شامل دو سازه منظم و چهار سازه نامنظم هندسي در پلان با تعداد طبقات 8 و 12 تحت شرايط مختلف افزايش سرعت باد شامل افزايش كم، متوسط و شديد مورد تحليل قرار گرفتند. به منظور بهبود آثار منفي ناشي از تغيير شرايط اقليم بر عملكرد لرزه‌اي سازه‌ها، از ميراگرهاي سيال مغناطيسي استفاده شد. از روش بوك-ون اصلاح شده براي مدل‌سازي ميراگر استفاده شد و دو سناريو كنترل شامل كنترل غيرفعال و كنترل فعال و سه حالت نصب ميراگر سيال مغناطيسي در پلان طبقه سازه شامل نصب در مركز جرم طبقه در راستاي محور x ، نصب در مركز جرم طبقه در راستاي محور y و نصب در گوشه ضلع نماي پلان طبقه سازه در راستاي محور x مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه با افزودن ميراگر به طبقه سازه‌ها، مقادير حداكثر جابه‌جايي، دريفت و برش پايه طبقه در تمامي سازه‌ها و در تمام سناريوهاي تغيير اقليم به‌طور قابل توجهي كاهش يافتند. همچنين نحوه قرارگيري ميراگر مي‌تواند تأثير قابل ملاحظه‌اي بر كنترل پاسخ لرزه‌اي سازه‌ها ايجاد كند. ميراگر در دو سناريو افزايش كم در سرعت باد و افزايش متوسط در باد بهترين عملكرد را از خود نشان داد، اگرچه در سناريو افزايش شديد نيز كارايي مؤثر خود را حفظ كرد. در بهترين حالت، ميزان كاهش حداكثر جابه‌جايي، دريفت و برش پايه طبقه در سازه‌هاي منظم به‌ترتيب 13، 25 و 40 درصد و در سازه‌هاي نامنظم به‌ترتيب 20، 41 و 38 درصد بود كه نشان‌دهنده كارايي مؤثر اين ميراگرها در بهبود پايداري و ايمني ساختمان‌هاي فولادي در برابر تغييرات شرايط اقليمي مي‌باشد.

1403/10/03

Improving seismic performance of irregular skeleton buildings subjected to unforeseen damages due to climate change conditions using magnetorheological dampers

1/1/1900 12:00:00 AM

Changes in precipitation patterns and wind patterns, rising temperatures, and the occurrence of atmospheric fluctuations due to climate change conditions have profound impacts on urban infrastructure and structures. Irregular structural buildings are particularly vulnerable to seismic events and the effects of climate change. Therefore, the development of innovative solutions to enhance the seismic performance and resilience of these buildings, especially in regions susceptible to climate change, is crucial. This study examines the improvement of irregular structure's performance against climate change effects, focusing on wind loading and utilizing magnetorheological dampers. A total of six structures, including two regular and four irregular ones with 8 and 12 stories, were analyzed under various increased wind speed conditions including low, moderate, and severe increases. To mitigate the negative impacts of climate change conditions on the seismic performance of the structures, magnetorheological dampers were employed. The modified Bouc-Wen model was used for damper modeling, and two control scenarios including passive control and active control were considered. Also, three installation configurations of the magnetorheological damper within the floor plan were examined: 1-installation at the floor's center of mass along the x-axis, 2-installation at the floor's center of mass along the y-axis, and 3- installation at the corner of the floor plan along the x-axis. The results indicated that by adding dampers to the structures, the maximum displacement, drift, and base shear values significantly decreased across all structures and in all climate change scenarios. Furthermore, the positioning of the damper can have a significant impact on controlling the seismic response of the structures. The damper exhibited optimal performance in two scenarios: low wind speed increase and medium wind speed increase, although it also maintained its effectiveness in the high wind speed scenario. In the best case, the reductions in maximum displacement, drift, and base shear for regular structures were 13%, 25%, and 40%, respectively, while for irregular structures, they were 20%, 41%, and 38%. This demonstrates the effective performance of these dampers in enhancing the stability and safety of steel buildings against changing climatic conditions.

تغيير شرايط اقليمي , سازه هاي نامنظم , كنترل سازه , ميراگر سيال مغناطيسي

climate change conditions , irregular buildings , structural control , magnetorheological dampers

Marzieh Norouzi Manizani

Dr. Pedram Ghaderi