ارزیابی عملکرد سیستم نوین کنترل سازه¬ای غیرفعال ترکیبی شامل جداساز قائم لرزه‌ای و میراگر جرمی تنظیم‌شونده

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 مربی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.71507/civil.2025.1218557
چکیده

روش جداسازی ¬جرمی قائم (VMI) یکی ¬ازرویکردهای نوین و درحال گسترش درکنترل لرزه‌ای سازه‌ها محسوب میشود. دراین روش، سازه به دو زیرسیستم جرمی و سختی تفکیک¬شده و ازطریق یک میراگر به یکدیگرمتصل می‌شوند. استفاده ازمیراگرجرمی¬تنظیم‌شونده (TMD) بر روی این¬دو زیرسیستم، منجربه کنترل مؤثر ارتعاشات سازه تحت اثربارهای جانبی می‌شود. سیستم کنترل ترکیبی پیشنهادی دراین پژوهش، با ترکیب دو سامانه غیرفعال VMI و TMD ایجاد شده و پارامترهای کلیدی آن، شامل سختی جداساز، فرکانس و میرایی TMD، در شرایط مختلف بررسی¬شده‌اند تا بیشترین میزان کارایی حاصل گردد. مدل‌های مورد بررسی شامل سازه‌های فولادی ۵ و ۱۵ طبقه بوده که تحت اثربارهای لرزه‌ای و هارمونیک تحلیل شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که این سیستم کنترلی ترکیبی، بهبود چشمگیری در پاسخ لرزه‌ای سازه نسبت به حالت‌های بدون کنترل و تنها با جداسازی¬جرمی¬قائم دارد. به‌طورخاص، کاهش 3۵ درصدی بیشینه تغییرمکان زیرسیستم¬جرمی، 4۵ درصدی بیشینه برش¬پایه و 3۰ درصدی بیشینه شتاب بام نسبت به سازه بدون جداسازی مشاهده شد. همچنین، درمقایسه با سازه مجهز به جداسازی¬جرمی¬قائم، مقادیر متناظر این کاهش‌ها به ترتیب 3۰، 2۶ و 2۷ درصد برآورد شد. کارایی این سیستم برای هردو بارگذاری لرزه‌ای و هارمونیک قابل¬توجه بوده و منجر به کاهش محسوس تغییرمکان-بام، برش¬پایه، بیشینه دریفت و شتاب در هردو زیرسیستم می‌شود. علاوه براین، سطح عملکرد کلی سازه بهبودیافته و رفتار آن عمدتاً درمحدوده خطی باقی می‌ماند که این امر، کاهش پاسخ سازه و میزان خرابی ناشی از بارهای جانبی را به دنبال دارد.