ارزیابی رفتار لرزه ای سازه های قاب خمشی فولادی دارای میراگرهای جرمی تنظیم شونده پاندولی به همراه جداساز با استفاده از مدلسازی سه بعدی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

در این مقاله، عملکـرد بهینه میراگـر جرمـی تنظـیم شـده پانـدولی با نسبت فرکانسی‌های متفاوت در کنترل پاسخ لرزه‌ای سازه‌های جداسازی‌شده بررسی گردیده است. بدین منظور سه سازه فولادی 6، 9 و 12 طبقه با نسبت لاغری یکسان در هر جهت مشخص، با سیستم مقاوم قاب خمشی متوسط به صورت سه‌بعدی در نظر گرفته شده‌اند. جداسازهای لاستیکی در تراز پایه سازه‌ها و میراگرهای جرمی تنظیم‌شده‌ی پاندولی در مرکز جرم طبقه بام هر یک از مدل‌ها تعبیه شده‌اند. برای PTMD ها نسـبت جـرمی 2% و نسبت میرایی 1% در تمامی مدل‌ها ثابت در نظرگرفته شده و نسـبت فرکانسی و در نتیجه طول پاندول آنها با توجه به محدودیت ارتفاع طبقه و طول دهانه‌ها در محدوده مشخصی تغییر داده شـده است. تمامی مدل‌ها تحت هفت رکورد زلزله قرار گرفته اند و با توجه به تحلیل‌های انجام شده، برای نسبت جرم و نسبت میرایی مفروض، مقـادیر بهینه نسبت فرکانسی و طول بهینه پاندول میراگر با هدف بیشـترین کـاهش در جابجایی، نسبت دریفت و برش حداکثر طبقات تحت زلزله‌های مورد مطالعه بدست آمده است. نتـایج نشـان داده است کـه عملکـرد بهینـه سیستم کنترل ترکیبی در سازه‌‌های 6 و 9 طبقه به ترتیب به ازای نسبت فرکانسی‌های 5/0 و 65/0 برای PTMD مهیا می‌گردد و به ازای نسبت فرکانسی خاصی نمی‌توان شاهد عملکرد بهینه‌ی این سیستم کنترلی نسبت به جداساز لرزه‌ای بود. بهترین عملکرد این سیستم کنترلی با کاهش 58 درصدی تغییرمکان، 45 درصدی نسبت دریفت و 32 درصدی شتاب حداکثر طبقه بام در سازه 6 طبقه اتفاق می‌افتد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of seismic behaviour of steel frame structures with Pendulum Tuned mass Dampers and base isolator using 3D analysis

نویسنده [English]

  • Mohammad Iman Khodakarami
چکیده [English]

In this paper, evaluation of hybrid control system for achieving optimal frequency of pendulum mass damper mounted on mass center of roof story on 3D structures in different heights and same slenderness ratio (H/B) with nonlinar behaviour has been assessed. For investigation of 3D seismic performance of pendulum mass damper on isolated structures with plan period 2.5 seconds, three structure 6, 9 and 12 stories and intermediate steel miment frame have been considered. These structures have been designed by Load and Resistance Factor Design (LRFD) according to 2800 standard

Optimal frequency ratio among assumed frequency ratios and resulting optimum length of pendul to effect set of PTMD vibration on hybric control system by considering response on both directions, are 0.5 and 2.95 meters for 6 stories structure, respectively, and 0.65 and 2.8 meters for 9 stories structure, respectively. For 12 stories structure, determination of specific frequency ratio as optimal frequency ratio is difficult and with low safety factor.

The more PTMD length, the better performance of hybrid control system, actualy, PTMD has set for less frequency ratio among assumed frequency ratios.

Positive performance of hybrid control system for same frequency ratio, decrease with increasing structure height. In fact, displacement responses, drift ratio, maximum acceleration of roof story and structure base shear less reduced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Control structures
  • base isolation
  • pendulum tunedmass damper
  • hybrid control
  • 3D time history analysis