معرفی و ارزیابی یک طرح کنترلی ساده و در دسترس برای سازه‌های در معرض زلزله: میراگر جرمی تنظیمی جداشده در خرپشته

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، عمران و شیمی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

doi
10.22065/jsce.2025.517661.3701
چکیده

در این پژوهش، سامانه‌ای نوین برای کنترل لرزه‌ای سازه‌ها با عنوان RITMD معرفی شده که ترکیبی از میراگر جرمی تنظیم‌شده و جداسازهای لرزه‌ای است. در این طرح، خرپشته ساختمان به‌عنوان نوسانگر فرعی عمل کرده و با نصب جداساز در طبقه خرپشته، امکان جابه‌جایی‌های بزرگ فراهم می‌شود. انرژی لرزه‌ای به‌جای انتقال کامل به سازه، به خرپشته منتقل شده و موجب کاهش مؤثر ارتعاشات سازه می‌گردد. برای ارزیابی عملکرد سامانه، یک قاب خمشی فولادی پنج‌طبقه تحت چهار رکورد زلزله معروف شامل دو زلزله دور از گسل (ال‌سنترو و هاچینو) و دو زلزله نزدیک گسل (کوبه و نورت‌ریج) مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفت. مدل‌سازی اولیه در نرم‌افزار ETABS و تحلیل‌های غیرخطی در محیط SeismoStruct صورت گرفت. نتایج تحلیل‌ها نشان داد که پیاده‌سازی سامانه RITMD منجر به کاهش مؤثری در پاسخ‌های لرزه‌ای قاب شامل جابه‌جایی‌های طبقات، شتاب‌ها، دریفت و برش پایه شده است. نتایج نشان داد که در زلزله ال‌سنترو، جابه‌جایی طبقات تا 36.71٪، شتاب طبقات تا 38.55٪ و دریفت طبقات تا 36.71٪ کاهش‌یافته است. همچنین، در زلزله کوبه، این مقادیر به ترتیب تا 14.90٪، 17.30٪ و 17.51٪ کاهش یافتند. به طور میانگین، سامانه RITMD موجب کاهش 20٪ در جابه‌جایی طبقات، 15٪ در شتاب، 18٪ در دریفت و 20٪ در برش پایه شد. این روش با‌قابلیت اجرا در سازه‌های جدید و موجود، هزینه پایین، پیاده‌سازی سریع و عملکرد مؤثر، راهکاری کاربردی برای بهبود ایمنی لرزه‌ای سازه‌ها به شمار می‌رود.