این پژوهش به بررسی کارآیی سیستم میراگر ویسکوز فعال (AVDS) در کنترل ارتعاشات ناشی از زلزله های حوزه ی دور و نزدیک پرداخته است. این میراگر که قابلیت نصب در المان های مهاربندی شورون را دارد، می تواند نیروی کنترلی مورد نیاز برای کاهش دامنه ی ارتعاش سازه را تا رسیدن به حد اشباع مشخصی تامین نماید. عملکرد کنترل فعال در کاهش اثرات ناشی از زلزله حوزه ی دور در مطالعات مختلفی بررسی شده است. اما کارآیی این سیستم در کنترل ارتعاشات ناشی از زلزله حوزه ی نزدیک با توجه به پدیده ی تاخیر زمانی مورد تردید است. ماهیت ضربه ای و پالس مانند موج زلزله در نزدیکی گسل باعث کاهش اثرگذاری کنترل فعال در سازه می گردد. که نتایج حاصل از این پژوهش نیز موید این مطلب است. در این روند یک کد کامپیوتری در نرم افزار متلب و بر اساس الگوریتم کنترل بهینه ی لحظه ای نیومارک ارایه شده است. عملکرد این کد بر اساس سه مساله ی مختلف صحت سنجی و بررسی شده است. سپس نتایج تحلیل دینامیکی سازه ای 7 طبقه بر اساس این کد محاسبه و در دو حالت کنترل شده و کنترل نشده و با استفاده از رکوردهای زلزله حوزه ی دور و نزدیک ارایه شده است. بر اساس این نتایج به نظر می رسد استفاده از سیستم های کنترل فعال هرچند در زلزله های حوزه نزدیک نیز موثر هستند، اما به کارگیری تمهیداتی در این روند ضروری است.

در چند دهه اخیر تحقیقات متعددی به کنترل نیمه فعال ارتعاش و پایش سلامت سازه های عمرانی در معرض زلزله به صورت جداگانه پرداخته اند؛ درحالی که هر دو آنها شامل سخت افزار مشابه هستند. بنابراین وقتی که یک سازه نیازمند هر دو سیستم کنترل ارتعاش و پایش سلامت سازه باشد، یکپارچه کردن دو سیستم با استفاده از تجهیزات مشترک مقرون به صرفه خواهد بود. استفاده از میراگرهای ویسکوز در کنترل ساختمان ها به دلیل عملکرد مناسب لرزه ای، عدم افزایش محسوس جرم سازه و کمترین تداخل با وضعیت موجود ساختمان، به صورت چشمگیر رو به افزایش می باشد. به همین دلیل هدف اصلی این تحقیق ارایه یک روند جدید و یکپارچه برای پایش سلامت و کنترل نیمه فعال سازه با استفاده از میراگرهای ویسکوز با میرایی متغیر می باشد. در این تحقیق ابتدا مفهوم سیستم یکپارچه با استفاده از میراگر ویسکوز نیمه فعال بیان می شود و پس از آن طرحی برای به هنگام سازی ماتریس های مشخصه ساختمان و شناسایی پارامترهای سازه ای آن ارایه می گردد. در پایان، بر اساس به هنگام سازی ماتریس های سیستم، کارایی کنترل میراگراهای ویسکوز نیمه فعال با استفاده از الگوریتم کنترل بهینه خطی درجه دو برای ساختمانی که در معرض تحریک زلزله قرار گرفته است بررسی می شود. نتایج عددی نشان داد با استفاده از روش پیشنهادی پارامترهای سازه ای می توانند به طور دقیق شناسایی شوند و در عین حال، ارتعاش بطور قابل توجهی در ساختمان کاهش می یابد.

در طراحی لرزه ای سازه ها به منظور استهلاک انرژی اعمالی به سازه هنگام وقوع زلزله راهکارهای مختلفی ارائه شده است که میراگرها نیز در این دسته بندی قرار می گیرند. میراگر ها به سبب طراحی نسبتاً ساده و نیز اقتصادی تر بودن نسبت به سایر روش های استهلاک انرژی، بیشتر مورد توجه محقیق قرار گرفته اند. در این تحقیق، به منظور بهبود کارایی میراگر اینرسی دورانی، مکانیزم های اصطکاکی و ویسکوز به این نوع میراگر افزوده می شود. نمونه آزمایشگاهی میراگر اینرسی دورانی اصطکاکی در آزمایشگاه زلزله دانشگاه ارومیه ساخته شده و در یک قاب ساده مورد مطالعه قرار گرفته است، سپس سازه 8 طبقه ای تحت زلزله های کوبه و طبس به منظور بررسی اثرات میراگر ترکیبی ساخته شده در مقایسه با میراگر اینرسی دورانی ویسکوز، مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. میراگر های مورد نظر را می توان همراه انواع مختلفی از بادبندها از جمله چورن و قطری در سازه تعبیه نمود. در مدل مورد مطالعه، ابتدا سازه 8 طبقه متقارن را در نرم افزار SAP 2000 مدل شده، سپس مقاطع حاصله به منظور بررسی اثرات میراگر های مختلف در نرم افزار ABAQUS 2016 مدل می گردد. نتایج بررسی آزمایشگاهی، نشان از بهبود رفتار میراگر اینرسی دورانی اصطکاکی نسبت به سایر میراگرهای اصطکاکی و از بین رفتن ترمزهای ناگهانی آن ها دارد. همچنین پاسخ های دینامیکی سازه، کاهش جابه جایی حداکثر نظیر طبقه بام و نیز برش پایه سازه را نشان می دهد. نتایج تحلیلی نشانگر آن است که میراگرهای اینرسی دورانی ویسکوز نسبت به میراگرهای اینرسی دورانی اصطکاکی سریع تر عمل کرده و اقدام به استهلاک انرژی وارده به سازه می نماید. اما در نهایت میراگرهای دورانی اینرسی اصطکاکی بهتر از نمونه مشابه ویسکوز عمل خواهد کرد.

در سال های اخیر،‏ بررسی کنترل پاسخ ساختمان ها در زلزله با استفاده از تجهیزات استهلاک انرژی نظیر میراگرها همواره از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. توزیع مناسب این تجهیزات در بین المان های سازه ای امکان کنترل پیچش و در نتیجه بهره برداری مضاعف را از آنها فراهم می کند. در این مقاله اثر توزیع میراگرهای ویسکوز بر رفتار پیچشی سازه به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور یک مدل نامتقارن یک طبقه فولادی با مقیاس 1 به 6 بر روی میز لرزان مورد آزمایش قرار گرفته است. دو میراگر از نوع ویسکوز با توزیع های مختلف،‏ دیافراگم سازه را به تکیه گاه متصل نموده و برای هر حالت توزیع میراگر تغییر مکان جانبی،‏ شتاب جانبی و چرخش دیافراگم سازه برای 6 شتابنگاشت ثبت شده است. همچنین آزمایش های بارگذاری چرخه ای به منظور تعیین مشخصات دینامیکی میراگرها انجام شده که وابستگی زیاد مشخصات آنها را به عواملی نظیر فرکانس و دامنه حرکت نشان می دهد. مقایسه نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی با مدل سازی عددی،‏ همسانی مناسبی را در روند پاسخ های تاریخچه زمانی در دو حالت نشان می دهد. بررسی ها بر روی نتایج نشان می دهد توزیع های مناسبی از میراگرها وجود دارند که می توان تغییر مکان جانبی و چرخش دیافراگم را تا حد امکان کنترل نمود به گونه ای که رفتار سازه به حالت متقارن نزدیک شود. در حالی که برای کنترل شتاب جانبی و برش پایه،‏ توزیع مناسبی حاصل نشده است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

سیستم دیوار برشی فولادی به عنوان سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی به دلیل دارا بودن سختی، ظرفیت بالا، شکل پذیری زیاد و جذب و استهلاک انرژی قابل توجه نظر محققان را به خود جذب کرده است. از طرفی، بهسازی و تعمیر این سیستم در سطوح لرزه ای پایین و متوسط از لحاظ اقتصادی به صرفه نمی باشد؛ بنابراین برای محدود نمودن آسیب ها سیستم نوین دیوار برشی فولادی با میراگر ویسکوز به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی ارائه گردیده است. در این مقاله رفتار و عملکرد سیستم ترکیبی دیوار برشی فولادی با ورق نازک دارای میراگر ویسکوز به روش عددی با استفاده از نرم افزار OpenSees مورد مطالعه قرار گرفته است. سازه هایی در دو حالت دارای دیوار برشی فولادی تنها و دیوار برشی فولادی با میراگر ویسکوز، تحلیل و طراحی شده و عملکرد لرزه ای و ارزیابی فروریزش آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه به بررسی اندرکنش میان دیوار برشی فولادی و میراگر ویسکوز پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش طبقات و غالب شدن مود خمشی بر سازه، اثر تداخلی تغییر شکل های دیوار و میراگر، اندرکنش بین دیوار برشی فولادی و قاب مهاربندی میراگر ویسکوز را نتیجه می دهد. نتایج ارزیابی فروریزش نشان می دهد استفاده از میراگرهای ویسکوز در کنار سیستم دیوار برشی فولادی در سازه های 8، 16 و 24 طبقه موجب افزایش چشمگیر نسبت حاشیه ای فروریزش به ترتیب 100%، 92% و 66%  و همچنین کاهش احتمال سالیانه فروریزش به ترتیب 75%، 79% و 58% گردیده که نشان از تأثیرگذاری میراگر ویسکوز داشته و اهمیت استفاده از این جزء را روشن می نماید.