اثرات اندرکنش سازه– خاک- سازه بر پاسخ لرزه‏ای سازه‌های بلندمرتبه مجاور مجهز به میراگر جرمی تنظیم‌شده بهینه

میراگر جرمی تنظیم‌شده یکی از ساده‌ترین و درعین‌حال پرکاربردترین ابزار کنترل سازه‌‌ها است. عواملی چون مشخصات خاک زیر سازه و نیز وجود سازه‌‌ی مجاور می‌تواند بر نحوه‌ی عملکرد این میراگر تاثیرگذار باشد. این مطالعه به بررسی اثرات استفاده از میراگر جرمی‌تنظیم‌شده بر پاسخ لرزه ‏ای ساختما‏ن‏ های قاب خمشی فولادی 20 طبقه با پایه ثابت و بستر انعطاف‌‌پذیر با دو نسبت ابعادی متفاوت و با در نظر گرفتن اثرات همسایگی دو سازه تحت عنوان اندرکنش سازه–خاک–سازه می‌پردازد. برای در نظر گرفتن این اندرکنش، ماتریس سختی کاهش ‏یافته سیستم پی-خاک-پی، از تحلیل مدل کرنش مسطحه محیط خاک در آباکوس به دست آمده و با استفاده از مجموعه‌ای از فنرها و المان جدید گسترش‌یافته در اپن‌سیس (opensees) به مدل‌های دو‌بعدی از قاب انتهایی سازه‌ها اعمال می‌گردد. به منظور بهینه‎سازی پارامترهای مربوط به میراگر جرمی تنظیم‌شده، از الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شده است. میانگین نتایج به دست آمده از تحلیل تاریخچه زمانی تحت اثر ده رکورد زلزله مقیاس شده حوزه دور نشان می‌دهد که استفاده از میراگر جرمی تنظیم‌شده با پارامترهای بهینه در سازه‏ها‌ی 20 طبقه هم در حالت پایه ثابت و هم با در نظر گرفتن اندرکنش سازه-خاک-سازه می ‏تواند پاسخ سازه ‏ها را کاهش دهد. با این وجود، در نظر گرفتن اندرکنش سازه- خاک- سازه سبب تغییر پاسخ‏ های مربوط به سازه ‏های مجهز به میراگر شده؛ به گونه‏ ای که این تغییرات در سازه با نسبت ابعادی بیش‏تر (لاغرتر) افزایشی است. همچنین به منظور تعیین مشخصات میراگرهای جرمی در سازه‌‌های بلندمرتبه با پرویودهای ارتعاشی نزدیک به هم بهتر است اثرات اندرکنش سازه خاک سازه مدنظر قرار گیرد.

structure–soil–structure interaction effects on seismic response of adjacent high-rise structures equipped with optimized tuned mass damper

tuned mass damper (tmd) is amongst the simplest and, the most usable passive control tools, to improve the behavior of various structures. however, factors such as the characteristics of the soil beneath the structure and the presence of an adjacent structure could also affect the performance of that. this study investigates the effects of using a tmd in two 20-story steel moment frames with two different aspect ratios on the seismic response of them in fixed and flexible bases and considers the adjacency of two structures, known as structure-soil-structure interaction (sssi). to apply the effects of sssi, the reduced stiffness matrix of the foundation-soil-foundation system, considering as a plane strain problem, is obtained through analysis of a finite element model in abaqus and is applied to the 2d models of the end frame of the structures using a set of springs and a newly developed element in opensees. furthermore, the particle swarm optimization (pso) algorithm is used to optimize the design parameter of tmd. the average results obtained from time history analysis under ten far-field seismic records specifies that, exploiting a tmd with parameters optimized in a 20-story structure in both fixed-base cases and considering sssi, can reduce the seismic responses in the form of the average of maximum drift and displacement. however, the sssi effect can change the responses of structures equipped with dampers; in such a way that, in high-rise structures with a higher value of the height to dimension ratio (thinner structure), the response of structures is increased.