افزودن بهینه المان اینرتر به میراگرهای جرمی تنظیم شده به منظور کنترل لرزه‌ای سازه‌های فولادی به وسیله الگوریتم ازدحام ذرات

در سازه‌های فولادی بلندمرتبه با سیستم باربر جانبی قاب خمشی، تنظیم سختی سازه به‌منظور کنترل تغییر‌مکان‌های جانبی، همواره امری چالش برانگیز و کنترل‌کنندۀ طرح است. میراگرهای جرمی متداول ترکیبی از جرم، فنر و کمک‌فنر هستند. این میراگر ها بر روی یک محدودۀ فرکانسی خاص تنظیم می شوند؛ زمانی که سازه تحت تحریک خارجی در محدودۀ فرکانسی مورد نظر قرار گیرد، این میراگرها با ایجاد یک نیرو در خلاف جهت حرکت سازه باعث کاهش پاسخ های سازه می شوند. مهم ترین محدودیت این میراگرها، تامین نسبت جرمی کافی به‌منظور کنترل بهینۀ سازه است. المان اینرتر، یک المان با دو پایانه است که می تواند نیرویی متناسب با اختلاف شتاب ایجادشده در دو پایانه اش تولید کند. از ویژگی های متمایز کنندۀ این المان نسبت به سایر ابزار های کنترل سازه، می توان به امکان تغییر در ماتریس جرم سازه اشاره کرد. افزودن المان اینرتر به میراگر های جرمی متداول به صورت قابل‌توجهی باعث افزایش راندمان این میراگر ها شده و محدودیت این میراگرها برای تامین نسبت جرمی مناسب را به خوبی برطرف می کند. به‌عنوان مثال می‌توان گفت اضافه‌کردن المان اینرتر با 0/2=β  به میراگرجرمی تنظیم‌شده با 0/03=μ، راندمان این میراگر را برای سیستم‌های یک درجه آزادی، 57 درصد افزایش می‌دهد. در این پژوهش بهینه‌سازی پارامتر های ترکیب المان اینرتر با میراگرهای جرمی متداول با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ذرات و با قابلیت تعمیم به تمامی سازه ها انجام می شود.

optimum addition of inerter element to tuned mass dampers for seismic control of steel structures by particle swarm algorithm

tuned mass dampers are a combination of mass, spring and dampers. tuned mass dampers are set on a specific frequency range, when the structure is subjected to external force in the desired frequency range, tmd reduce the responses of the structure by creating a force against the movement direction of the structure. the most important limitation of tmd is providing a sufficient mass ratio in order to optimally control the structure. the inerter element is an element with two terminals that can produce a force proportional to the acceleration difference created in its two terminals. one of the distinguishing features of this element compared to other structural control tools is the possibility of changing the mass matrix of the structure. nowadays, extensive research is being done in order to combine the inerter element with structural control systems. adding an inerter element to conventional tuned mass dampers significantly increases the efficiency of tmd and removes the limitation of tmd to provide a suitable mass ratio. the placement position of the inerter element in the control system is very important. if the inerter element is placed between two inappropriate levels in the system, it will disrupt the function of absorbing dynamic vibrations and cause the responses to intensify. in this research, the optimization of the parameters of the inerter element combination with tuned mass dampers is done using the particle optimization algorithm and with the ability to generalize to all structures