27035

مقايسه تاثير ميراگر جرمي تنظيم شونده و جداساز لرزه‌اي هسته سربي در ساختمان‌هاي با نامنظمي جرمي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- سازه

1398

1401/4/28

محسنعلي شايانفر

پرديس دانشگاهي - مهندسي عمران

امروزه كنترل ارتعاش در سازه به كمك سيستم¬هاي مستهلك كننده¬ي انرژي صورت مي¬گيرد. همين امر كاهش پاسخ تغيير مكان يا شتاب سازه در برابر بارهاي جانبي زلزله را منجر مي¬شود. جداسازي لرزه اي يكي از روش هاي كنترل سازه ها در برابر بارهاي لرزه اي از طريق جدا سازي سازه از زمين مي¬باشد كه بر خلاف ساير روش هاي مرسوم در مقاوم سازي و بهسازي لرزه اي سازه ها كه موجب افزايش مقاومت سازه در برابر بارهاي جانبي مي شوند، از طريق كاهش پاسخ لرزه اي و نيرو و شتاب ورودي زلزله به سازه، سعي در كاهش خسارات وارده به سازه مي شود. ميراگر جرمي تنظيم شده يكي از انواع ميراگرها مي باشد كه به منظور كاهش پاسخ ديناميكي و لرزه¬اي سازه و جلوگيري از لرزش ساختمان در سازه ها استفاده مي شود. از بين ميراكننده¬هاي غيرفعال كه به وسيله تغيير خصوصيات سيستم، ميرا كردن ارتعاشات را به صورت غير مستقيم به عهده دارند، مهمترين ايده افزودن يك جرم ثانويه است كه با تغيير در پاسخ فركانسي سازه اين عمل را انجام مي¬دهند. ميراكننده جرمي تنظيم شده از جمله دستگاه هايي است كه براي كنترل ميرايي به كار مي¬رود. وجود نامنظمي در سازه مي تواند بر عملكرد سازه تاثير منفي مي گذارد. در ساختمان هاي منظم، رفتار سازه در برابر زلزله قابل پيشبيني تر است و اين در حالي است كه در ساختمان هاي نامنظم، رفتار سازه در برابر زلزله پيچيدگي بيشتري دارد. در اين پژوهش به بررسي سازه هاي نامنظمي پرداخته شد كه به كمك ميراگر جرمي تنظيم شونده و جداساز لرزه اي سربي بهسازي شده اند و تاثير به كارگيري اين ابزار در اين نوع سازه ها بر كاهش آسيب پذيري آن ها در برابر بارهاي لرزه اي مورد بررسي قرار گرفت. اهميت اين مسئله آن است كه كشور ايران در منطقه زلزله خيز قرار گرفته و به علت عدم قطعيت هاي مرتبط با ساخت و در نتيجه پراكندگي بارگذاري اعمال شده به سازه با عدم قطعيت هاي فراوان و غير قابل پيش بيني بودن پاسخ سازه به نيروهاي جانبي روبرو هستيم. به اين منظور سه سازه 5 و 10 و 15 طبقه فولادي داراي نامنظمي جرمي به صورت اعمال جرم اضافه به ترتيب در يك، دو و سه طبقه مياني هر سازه و در سه حالت بدون ميراگر، داراي ميراگر جرمي تنظيم شونده و داراي جداساز لرزه‌اي هسته سربي در نرم افزار المان محدود آباكوس مدلسازي شده و پس از اعتبار سنجي با يكي از مدل هاي مشابه در مقالات گذشته و بررسي پارامتر ها تحت بارگذاري زلزله با هفت شتابنگاشت قرار گرفتند. نتايج نشان دادند قرار گرفتن هريك از ابزار به كار گرفته شده به منظور كاهش آسيب سازه هاي وارد شده مانند جداساز لرزه اي و ميراگر جرمي تنظيم شونده در نظر گرفته شده تاثير هريك از آن ها بر كاهش آسيب پذيري سازه ها مشاهده شد. به طور كلي براي سازه هاي در نظر گرفته شده تاثير به كارگيري جداساز لرزه اي در نظر گرفته شده نسبت به ميراگر جرمي تنظيم شونده در كاهش آسيب وارد شده به سازه ها بيشتر بود.

1401/06/05

Comparison of the effect of mass dampers and lead core seismic isolators in buildings with mass names

7/19/2023 12:00:00 AM

Today, vibration control in the structure is done with the help of energy consuming systems. This leads to the reduction of the response of the change of location or acceleration of the structure against the side loads of the earthquake. Seismic isolation is one of the methods of controlling structures against seismic loads by isolating the structure from the ground. In this method, unlike other conventional methods in seismic strengthening and improvement of structures, which increase the resistance of the structure against lateral loads, by reducing the seismic response and the force and acceleration of the earthquake input to the structure, an attempt is made to reduce the damages. It is built. Adjusted mass damper is one of the types of dampers that are used to reduce the dynamic and seismic response of the structure and prevent the building vibration in the structures. Among the passive dampers that indirectly dampen vibrations by changing the characteristics of the system, the most important idea is to add a secondary mass that performs this action by changing the frequency response of the structure. Adjusted mass damper is one of the devices used for damping control. Irregularity in the structure can negatively affect the performance of the structure. In regular buildings, the structure's behavior against earthquakes is more coordinated and predictable, while in irregular buildings, the structure's behavior against earthquakes is more complex. In this research, irregular structures that have been improved with the help of adjustable mass dampers and lead seismic isolators, and the effect of using these tools in these types of structures on reducing their vulnerability to seismic loads has been investigated. took For this purpose, two steel structures of 10 and 15 floors with mass irregularity in three states without damper, with adjustable mass damper and with lead core seismic isolator were modeled in Abaqus finite element software and were subjected to earthquake loading with seven accelerometers. Results. They showed that the placement of each of the tools used in order to reduce the damage of the entered structures, such as the seismic isolator and adjustable mass damper, was considered, and the positive effect of each of them was observed on reducing the vulnerability of the structures. In general, for the considered structures, the effect of using the considered seismic isolator was greater than the adjustable mass damper in reducing the damage caused to the structures.

ميراگر جرمي تنظيم شونده- جداساز لرزه اي- نامنظمي جرمي- سازه فولادي

Tuned mass damper - seismic isolator - mass irregularity - steel structure

Ali Dabbaghipoor

Dr. Mohsen Ali Shayanfar