مقایسه تغییرمکان لرزه ای بام سازه پنج طبقه مجهز به میراگر مایع تنظیم‌شونده پره‌دار قابل دوران و میراگر جرمی تنظیم‌شونده بهینه

کنترل ارتعاشات سازه تحت اثر بارهایی نظیر باد، زلزله و ترافیک می‌تواند با استفاده از سیستم‌های ً به صورت غیرفعال کنترل غیرفعال، نیمه‌فعال، فعال و یا مرکب صورت گیرد. میراگر مایع تنظیم‌شونده معمولا برای کنترل ارتعاشات سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. میراگرهای معمول و رایج مایع تنظیم‌شونده، به سبب ً باید با فرکانس اصلی سازه در مد اول تنظیم گردند. برای عدم امکان تغییر مشخصات در خلال عملکرد صرفا غلبه بر این عیب اساسی در این تحقیق از یک سیستم جدید، vbtld1 ،میراگر مایع تنظیم‌شونده با پره‌های قابل دوران، استفاده شده است؛ که شامل مخزن میراگر به همراه هشت پره قابل تنظیم در داخل آن می‌باشد؛ که تحت اثر زلزله کوبه برای شتاب‌های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. به منظور بررسی تغییرمکان بام سازه مرجع پنج طبقه، از میراگر مایع تنظیم‌شونده و میراگر جرمی هم وزن معادل میراگر مایع، از نتایج آزمایشگاهی opensees2 بهره گرفته شده است. هدف از این بررسی و مدل‌سازی عددی سازه پنج طبقه مرجع در نرم‌افزار مقایسه میراگر مایع پره‌دار با میراگر جرمی هم وزن خود در حالت بهینه می‌باشد. میراگر مایع تنظیم‌شونده با پره‌های قابل دوران می‌تواند به جای تنظیم در یک فرکانس خاص، در یک بازه فرکانسی بین 73.1 تا 00.3 برابر یک فرکانس خاص تنظیم شود. نتایج استخراج شده از تحریک لرزهای سازه مجهز به میراگر پره‌دار نشان می‌دهد که استفاده از میراگر با عمق آب 42 میلی‌متر پاسخ سازه را در برابر زلزله کوبه برای شدت‌های 2 ،4 ،6 و8 درصد شتاب اولیه این زلزله در مناسب‌ترین زاویه قرارگیری پره‌ها به ترتیب 23.1 ،22 ،14.6 و 10.5 درصد نسبت به میراگر جرمی بهینه کاهش داده است؛ این مقادیر بهبود برای میراگر با عمق آب 63 میلی‌متر به ترتیب 2.8 ،5.9 ، 7.6 و 8.6 درصد می‌باشد.

Comparison of seismic performance of variably baffled TLD and the optimal TMD

In this study, to improve the efficiency of TLD, a Variably Baffled Tuned Liquid Damper (VBTLD) has been used. The baffles are so that they divide the tank into three equal parts when they are fully closed. Furthermore, when they are open or partially closed, they can serve as some obstacles and improve the energy dissipation parameters. When this damper meets an excitation with a specific frequency, the baffles can be tuned to make the frequency of sloshing equal to that frequency. VBTLD used in this paper could be set for the frequency range from 1.73 to 3 times of a specific frequency. Compared to a simple TLD, VBTLD can be tuned to a range of frequencies to improve the performance of structure against external excitation. At first, the benchmark building was modeled in OpenSees, then the performance of the device was verified by previous test results. To examine the performance of VBTLD, Tuned Mass Damper (TMD) with optimal parameters was used in this study. Results showed that when the baffles are at the best angle, VBTLD with water depths of 42 mm has maximum response reduction for the numerical model subjected to the Kobe earthquake at intensities of 2, 4, 6, and 8% of the initial maximum acceleration of the earthquake (PGA=0.87g). The improvement of structural behavior compared to the optimal mass damper at maximum acceleration are respectively 23.1, 22, 14.6, and 10.5%, while for damper with water depths of 63 mm, they are respectively 8.17, 9.5, 6.7 and 6.8%.