تعیین موقعیت بهینه میراگرهای جرمی تنظیم شده چندگانه در ساختمانهای فولادی منظم و نامنظم در پلان تحت زلزله های دور و نزدیک گسل

یکی از شیوه‌های معمول کنترل غیرفعال سازه‌ها در برابر زمین‌لرزه بهره‌گیری از سیستم میراگرهای جرمی تنظیم‌شده است. ساختار این میراگرها متشکل از سه پارامتر اصلی یعنی جرم، میرایی و سختی می باشد. میراگرهای جرمی تنظیم‌شده غالباً با اثرگذاری روی یک مود سبب کاهش دامنه پاسخ‌ها می‌گردند. تاکنون در بیشتر موارد تنها یک میراگر جرمی تنظیم‌شده tmd (tuned mass damper) در بام ساختمان و یا چند میراگر محدود در چندین نقطه در ارتفاع ساختمان نصب می‌شد که این مستلزم در نظر گرفتن جرم و فضایی قابل‌توجه در نقاطی از سازه به عنوان سربار و از آن مهمتر پیش بینی جسمی که جرم مورد نیاز را تامین کند می باشد. در این تحقیق کارایی میراگر جرمی تنظیم شده توزیعی چندگانه (mtmd) در ساختمان ده طبقه فولادی منظم و نامنظم l و u شکل، تحت رکوردهای حوزه نزدیک و دور از گسل مورد بررسی قرار گرفته و با انجام تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تاثیرات میراگر‌های جرمی چندگانه در پاسخ‌های لرزه‌ای ارزیابی شده است. همچنین برای تعیین موقعیت بهینه mtmd در پلان طبقه بام از توابع api نرم افزار sap2000 و الگوریتم ژنتیک برنامه matlab استفاده شده است. بررسی نتایج نشان دهنده‌ی تاثیرات میراگرهای چندگانه جرمی در کاهش پاسخ لرزه‌ای شتاب، جابجایی و برش پایه در سازه‌ها است؛ بطوری که بطور میانگین مقدار جابجایی بام در حدود 50 درصد، شتاب طبقه بام و برش پایه در حدود 40 درصد کاهش یافته‌اند. همچنین نتایج حاصل از تعیین موقعیت بهینه برای mtmd در مدل 10 طبقه نشان دهندهی اهمیت قرارگیری میراگرها بصورت متقارن نسبت به مرکز جرم ساختمان است.

Determination of Optimum Location of Multiple Tuned Mass Dampers in Regular and Irregular Steel Buildings in Plan under Near and Far-Fault Earthquakes

Using Tuned Mass Dampers (TMD) is one of the common methods for the passive control of structures subjected to earthquake. The structure of these dampers consists of three main parameters: mass, damping and stiffness. Multiple Tuned Mass Dampers (MTMD) reduce the amplitude of the responses by affecting over the modal properties of the structures. In the most cases, the installation of only a single TMD on the roof of the buildings or several dampers at the several points of the roof of the buildings requires considerable mass and space. In this study, the performance of MTMD in regular and irregular L and Ushaped tenstory steel building is investigated under the near and farfield records. Nonlinear time history analysis is also applied in this paper. The SAP2000 software API function and MATLAB Genetic Algorithm (GA) is also utilized to determine the optimal locations of the MTMD in the roof plan. The results demonstrate the efficiency of MTMD on reducing the seismic responses of the building including acceleration, displacement and base shear such that on average, the roof displacement, acceleration, and the base shear are reduced 50,40 and 40% respectively. The optimal locations of MTMD in the tenstory model also indicate the importance of the symmetrical positioning of the dampers relative to the centre of mass of building.