افزودن بهینه المان اینرتر به میراگرهای جرمی تنظیم شده به منظور کنترل لرزه‌ای سازه‌های فولادی به وسیله الگوریتم ازدحام ذرات

doi
چکیده

در سازه‌های فولادی بلندمرتبه با سیستم باربر جانبی قاب خمشی، تنظیم سختی سازه به‌منظور کنترل تغییر‌مکان‌های جانبی، همواره امری چالش برانگیز و کنترل‌کنندۀ طرح است. میراگرهای جرمی متداول ترکیبی از جرم، فنر و کمک‌فنر هستند. این میراگر­ها بر روی یک محدودۀ فرکانسی خاص تنظیم می­ شوند؛ زمانی که سازه تحت تحریک خارجی در محدودۀ فرکانسی مورد نظر قرار گیرد، این میراگرها با ایجاد یک نیرو در خلاف جهت حرکت سازه باعث کاهش پاسخ­های سازه می ­شوند. مهم­ ترین محدودیت این میراگرها، تأمین نسبت جرمی کافی به‌منظور کنترل بهینۀ سازه است. المان اینرتر، یک المان با دو پایانه است که می ­تواند نیرویی متناسب با اختلاف شتاب ایجادشده در دو پایانه­ اش تولید کند. از ویژگی ­های متمایز­ کنندۀ این المان نسبت به سایر ابزار­های کنترل سازه، می­ توان به امکان تغییر در ماتریس جرم سازه اشاره کرد. افزودن المان اینرتر به میراگر­های جرمی متداول به ­صورت قابل‌توجهی باعث افزایش راندمان این میراگر­ها شده و محدودیت این میراگرها برای تأمین نسبت جرمی مناسب را به خوبی برطرف می ­کند. به‌عنوان مثال می‌توان گفت اضافه‌کردن المان اینرتر با 0/2=β  به میراگرجرمی تنظیم‌شده با 0/03=μ، راندمان این میراگر را برای سیستم‌های یک درجه آزادی، 57 درصد افزایش می‌دهد. در این پژوهش بهینه‌سازی پارامتر­های ترکیب المان اینرتر با میراگرهای جرمی متداول با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ذرات و با قابلیت تعمیم به تمامی سازه­ ها انجام می­ شود.