تحلیل حساسیت میراگر FTMD و بررسی عملکرد آن در مقایسه با TMD در سطوح مختلف خطر لرزه ای

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران و حمل‌ونقل، دانشگاه اصفهان

2 مؤسسه آموزش عالی دانش‌پژوهان

چکیده

از جمله­ به‌روزترین وسایل کنترل لرزه­ای، میراگرهای جرمی تنظیم­شده اصطکاکی (FTMD) هستند. این نوع میراگر، ترکیبی از میراگر جرمی تنظیم­شده (TMD) با سختی خطی و یک میراگر اصطکاکی خالص با رفتار غیرخطی است. در این مقاله، ابتدا به تحلیل حساسیت پاسخ­های سازه­ مجهز به این میراگر در اثر تغییر در نسبت فرکانس، ضریب اصطکاک و نسبت جرمی میراگر پرداخته شده است؛ سپس به کمک این نتایج، پاسخ­های لرزه­ای برای سه سازه­ی برشی 3، 5 و 10 طبقه در سه حالت سازه بدون میراگر، با FTMD و با TMD مورد بررسی قرار گرفته و در دو سطح خطر لرزه­ای مقایسه شده است. تحلیل­های انجام شده در نرم­افزار OpenSEES و تحت 40 شتاب­نگاشت پروژه SAC، در دو سطح خطر لرزه­ای 1 و 2 است. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از حساسیت بالاتر پاسخ­ها به نسبت فرکانس، در مقایسه با ضریب اصطکاک و نسبت جرمی است. بهترین مقدار برای ضریب اصطکاک در سطح خطر یک عددی بین 1/0 تا 3/0 و در سطح خطر دو، 2/0 تا 4/0 است. همچنین رفتار سازه با به‌کار بردن FTMD در هر سه سازه­ی 3، 5 و 10 طبقه بهتر از TMD است؛ لیکن با افزایش زمان تناوب سازه تأثیر FTMD به TMD نزدیک می­شود.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Den Hartog, J.P. (1956) Mechanical Vibrations. McGraw-Hill, New York.
  2. Kwok, K. and Samali, B. (1995) Performance of tuned mass dampers under wind loads. Engineering Structures, 17(9),655-667.
  3. Rana, R. and Soong, T., (1998) Parametric study and simplified design of tuned mass dampers. Engineering Structures, 20(3), 193-204.
  4. Cao, H., Reinhorn, A., Soong, T. (1998) Design of an active mass damper for a tall TV tower in Nanjing, China. Engineering Structures, 20(3), 134-143.
  5. Bakre, S. and Jangid, R. (2007) Optimum parameters of tuned mass damper for damped main system. Structural Control and Health Monitoring, 14(3), 448-470.
  6. Zahrai, S., Dehghan-Niri, E., Mohtat, A. (2007) Design methodology for MTMD performance optimization using a new criterion for robustness. In: COMPDYN European Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. City: Rethymno, Greece.
  7. Leung, A. and Zhang, H. (2009) Particle swarm optimization of tuned mass dampers. Engineering Structures, 31(3), 715-728.
  8. Mander, J.B., Chey, M., Carr, A., Chase, J.G. (2010) Semi-active tuned mass damper building systems: Application. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 39(1), 69-89.
  9. Mander, J.B., Chey, M., Carr, A., Chase, J.G. (2010) Semi-Active Tuned Mass Damper Building Systems: Design.
  10. Arfiadi, Y. and Hadi, M. (2011) Optimum placement and properties of tuned mass dampers using hybrid genetic algorithms. Iran University of Science & Technology, 1(1), 167-187.
  11. Greco, R. and Marano, G.C. (2013) Optimum design of Tuned Mass Dampers by displacement and energy perspectives. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 49, 243-253.
  12. Carmona, J.E.C., Avila, S.M., Doz, G. (2017) Proposal of a tuned mass damper with friction damping to control excessive floor vibrations. Engineering Structures, 148, 81-100.
  13. Ricciardelli F., and Vickery BJ. (1999) Tuned vibration absorbers with dry friction damping. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 28(7), 707–723.
  14. Almazan, J.L., De la Llera, J.C., Inaudi, J.A., Lopez-Garcıa, D., Izquierdo, LE. (2007) A bidirectional and homogeneous tuned mass damper: A new device for passive control of vibrations. Engineering Structures, 29(7), 1548–1560.
  15. Pall, A.S., Marsh, C., Fazio, P. (1980) Friction joints for seismic control of large panel structures. PCI Journal, 26(6), 38-61.
  16. Mualla, I.H., (2000) Parameters influencing the behavior of a new friction damper device. SPIE's 7th Annual International Symposium on Smart Structures and Materials, International Society for Optics and Photonics.
  17. Mirzabagheri, S., Sanati, M., Aghakouchak, A.A., Khadem, S.E. (2015) Experimental and numerical investigation of rotational friction dampers with multi units in steel frames subjected to lateral excitation. Civil and Mechanical Engineering, 15(2), 479-491.
  18. Gewei, Z. and Basu, B. (2010) A study on friction-tuned mass damper: harmonic solution and statistical linearization. Journal of Vibration and Control, 17(5), 721–731.
  19. Lin, G.L., Lin, C.C., Lu, L.Y., Ho, Y.B. (2012) Experimental verification of seismic vibration control using a semi‐active friction tuned mass damper. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 41(4), 813-830.
  20. Pisal, A.Y. and Jangid, R.S. (2014) Seismic response of multi-story structure with multiple tuned mass friction dampers. International Journal of Advanced Structural Engineering (IJASE), 6, 46.
  21. Pisal, A.Y. and Jangid, R.S. (2016) Dynamic response of structure with tuned mass friction damper. International Journal of Advanced Structural Engineering, 8(4), 1-15.
  22. Kim, S.Y., and Lee, C.H. (2019) Peak response of frictional tuned mass dampers optimally designed to white noise base acceleration. Mechanical Systems and Signal Processing, 117, 319-332.
  23. Wen, Y.K. (1976) Method for random vibration of hysteretic systems. J. Eng. Mech. Div. ASCE, 102(2), 249–263.
  24. Bhaskararao, A.V., Jangid, R.S. (2006a) Seismic analysis of structures connected with friction dampers. Eng Struct., 28, 690–703.
  25. http://people.duke.edu/~hpgavin/cee541/quakeGMs.html.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 31 اردیبهشت 1397
  • تاریخ بازنگری: 22 بهمن 1399
  • تاریخ پذیرش: 06 دی 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار