اثر میراگرهای جرمی تنظیم شونده‌ی منفرد و چندگانه بر زمان آرامش ساختمان‌های بلند فولادی تحت جنبش زلزله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.

چکیده

از چالش‌ها و دغدغه‌های تأثیرگذار در مهندسی عمران، کشف ابزاری نوین و مؤثر به منظور پایداری و محافطت از سازه‌ها و تجهیزات در مقابل اثرات مخرب نیروهاى طبیعى وارده می‌باشد. بهره‌گیری از سیستم میراگر جرم تنظیم شونده از روش‌های مؤثر موجود برای مقابله با پاسخ‌های شدید سازه در برابر تحریکات دینامیکی ناشی از باد و زلزله است. در این مقاله از میراگرهای جرمی تنظیم شونده منفرد و چندگانه به منظور بررسی اثر آنها بر زمان آرامش ساختمان بلند فولادی تحت تحریک‌های لرزه‌ای استفاده شده است. یک مدل سازه‌ای به صورت جرم فضایی 20 طبقه‌ی فولادی مدل‌سازی شده است. پارامترهای میراگرهای جرم تنظیم شونده، شامل نسبت جرمی، نسبت میرایی و سختی هستند که در سازه‌ی 20 طبقه در نرم‌افزار SAP2000 مدل‌سازی شده‌اند. سپس تحلیل تاریخچه زمانی بر روی سازه برای بررسی عملکرد آن انجام گرفته است. نتایج تحلیل‌های صورت گرفته نشان می‌دهد که تغییرمکان سیستم تا حد زیادی به شکل رکورد زلزله ورودی وابسته است. با پراکنش (آرایش) مناسب میراگرهای جرم تنظیم شونده در طبقات مختلف ساختمان؛ تغییرمکان سازه به نحوه مطلوبی کاهش می‌یابد. در اصل میراگر جرمی تنظیم شده پس از وقوع اولین بیشینه بار ورودی (شتاب) فعال ‌شده و توان فرو نشاندن بیشینه‌های بعدی را دارا است. در صورت مکان‌یابی هندسی مناسب میراگرهای تنظیم شونده در طبقات مختلف ساختمان و همچنین تنظیم بهینه پارامترهای مکانیکی میراگرهای الحاق شده به سازه می‌توان پاسخ‌های آن را به نحو رضایت‌بخشی کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Single and Multiple Tuned Mass Dampers on Settling Time of Steel Tall Buildings under Earthquake Motion

نویسندگان [English]

  • Alireza Ghasemi 1
  • Mahmoud Edalati 2
1 Master of Science, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Ilam University, Ilam, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ilam University, Ilam, Iran.
چکیده [English]

Providing novel and effective devices in order to make structures stable under unpredicted natural loads has become a challenging issue for civil engineers. Tuned mass damper (TMD) is one of the effective methods to make structures resistant against the natural dynamic loads such as earthquake and wind. In this paper, the influence of single tuned mass damper (STMD) and multiple tuned mass dampers (MTMDs) on the settling time of tall steel building under seismic loads was evaluated. For this aim, one lumped-mass structure with 20 stories was modelled. The mass ratio, damping ratio and the stiffness of dampers were the variables considered in this study. To model the structure, SAP2000 software was employed. Then, time history analysis scheme was carried out to assess the performance of structure. The obtained outcomes indicated that the displacement of structure strongly depends on the earthquake record. Moreover, the displacement was substantially reduced by using an appropriate TMDs distribution. Generally, TMD has activated after a first maximum applied load amplitude and will become able to reduce subsequent amplitudes. So, it should be stated that the structural responses of the building could be considerably reduced by providing the effective MTMDs in different stories and regulate the characteristics of dampers based on the structural parameters of tall buildings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Single Tuned Mass Damper
  • Multiple Tuned Mass Dampers
  • Settling Time
  • Steel Tall Building