بررسی تاثیر جرم و موقعیت ارتفاعی میراگر جرمی تنظیم شونده در کنترل ارتعاشات ناشی از باد ساختمان‏های بلند

Abstract

میراگر جرمی تنظیم شونده یا TMD از تجهیزات مهم برای کنترل ارتعاشات سازه‎ها می‌باشد. مطالعات پیشین در زمینه تأثیر TMD برای کنترل ارتعاشات سازه‎ها در مقابل باد، عمدتاً برای ویژگی‏های ثابتی از میراگر انجام شده است. در این تحقیق، تأثیر پارامترهای جرم و ارتفاع محل نصب TMD در کنترل ارتعاشات طولی و عرضی ناشی از باد ساختمان‎های بلند مطالعه شد. برای این منظور، ساختمان بلندی با پلان مربع و ارتفاع 400 متر به صورت تیر طره‎ای قائم چند درجه آزادی با جرم‎های متمرکز در گره‎ها مدل‎سازی شد. ارتعاشات سازه در برابر باد به ازای محدوده وسیعی از پارامترهای مورد مطالعه، با استفاده از تحلیل حوزه فرکانس و تئوری ارتعاشات تصادفی محاسبه شد. مطابق نتایج، با افزایش جرم میراگر، ارتعاشات سازه و TMD کاهش می‎یابد. برای مثال، کاهش شتاب عرضی تراز فوقانی سازه برای میراگر جرمی 100 و 600 تنی واقع در تراز فوقانی، به ترتیب 31 و 48 درصد به دست آمد. با افزایش ارتفاع محل نصب TMD، تأثیر کنترلی آن افزایش و جابه‌جایی TMD تا حد کمی کاهش می‎یابد. به‎طور نمونه، برای میراگر جرمی 300 تنی نصب شده در ارتفاع‎های 320 و 400 متری، کاهش شتاب عرضی سازه به ترتیب 72/33 و 28/41 درصد و انحراف معیار جابه‌جایی TMD به‎ترتیب 68/58 و 92/54 سانتی‌متر تعیین شد.