ارزیابی لرزه‌ای سازه‌های فولادی مجهز به میراگر تنظیم‌شده جرمی با تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA)

Abstract

امروزه کنترل غیرفعال با معرفی روش‌های تجهیز سازه‌ها به میراگر تنظیم‌شده‌ی جرمی ، منجر به افزایش ظرفیت سازه و اتلاف انرژی ناشی از تحریک شده است. در این مقاله از روش تحلیل دینامیکی فزاینده برای ارزیابی لرزه‌ای ساختمان‌های فولادی با ارتفاع متغیر 4، 8 و 12 طبقه استفاده شده است. منحنی‌های IDA و مشخصات آماری این منحنی‌ها (16% اول، 84% اول، میانه، میانگین) با گام‌های ثابت 0.1g برای این سازه‌ها در دو حالت کنترل‌نشده و در حالت کنترل غیرفعال (با TMD دارای درصد‌های جرمی 5/0% و 1% در بام) ارائه شده اند. در واقع رویکرد آماری برای ارائه‌ی پارامتر‌های فرکانس و میرایی میراگر، باعث تمایز این مقاله در زمینه‌ی کنترل غیر‌فعال با استفاده از میراگر جرمی تکی شده است. همچنین برای در نظر گرفتن بدترین حالت احتمالی برای سازه‌ها و کاهش عدم قطعیت‌ در پاسخ سازه تحت زلزله‌های مختلف، در بررسی منحنی‌های شکنندگی از تعداد ۲۲ رکورد زلزله‌های قوی FEMA-P695 استفاده شده است و برای پوشش عدم قطعیت در میراگر و سازه ناشی از تغییرات فرکانس و با توجه به مدل‌سازی غیرخطی سازه، براساس تحقیقات قبلی، خطای 10% در تنظیم فرکانس میراگر‌ها در نظر گرفته شده است. در ادامه، صحت‌سنجی رفتار خطی و غیرخطی مدل به کار رفته در این مقاله، به ترتیب با مقایسه‌ی نتایج مدل‌سازی در دو نرم‌افزار OpenSEES و SAP2000 و مدل‌سازی سازه‌ی 40 طبقه مجهز به TMD، تحت اثر زلزله‌ی Kobe با بیشینه شتاب 0.83g، بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند برای درصد جرمی معادل 1% برایTMD در بام سازه‌ها و با در نظر گرفتن 16% اول همه زلزله‌ها، بیشترین درصد بهبود جابه‌جایی نسبی بام مربوط به سازه‌ی 12 طبقه و برابر با 54/2% خواهد بود. همچنین می‌توان برای کاهش تلاش محاسباتی، میانه‌ی زلزله‌ها را در نظر گرفت و به درصد بهبود برابر با 61/1% رسید که در مقایسه با روش اول اعداد قابل قبولی را ارائه می‌دهد. علاوه بر این، درصد کاهش متوسط جابه‌جایی در بام در سازه‌های 4، 8، و 12 طبقه و در حالت‌های کنترل‌نشده، کنترل شده با TMD با درصد‌های جرمی 5/0% و 1% گزارش شده و بیشترین درصد کاهش متوسط پاسخ بام، مربوط به سازه‌ی 12 طبقه مجهز به TMD با درصد جرمی 1%، برابر 47/3% است.