تاثیر اندرکنش خاک و سازه در پاسخ لرزه ای سازه‌های بهینه شده با میراگرهای جرمی چندگانه

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز دانشگاه آزاد اسلامی

2 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی

10.22034/ceej.2023.56326.2252

چکیده

امروزه استفاده از میراگرهای انرژی در ساختمان­ ها برای مقابله با زلزله رو به افزایش است. در این میان میراگرهای جرمی به­ دلیل داشتن تکنولوژی ساده کاربرد بیشتری دارند. معمولاً استفاده از یک میراگر جرمی در طبقه بام یا توزیع یکنواخت چندین میراگر در طبقات، با کاهش بهینه جابه ­جایی و شتاب همراه نیست. به ­همین دلیل تعیین موقعیت بهینه میراگرها در طبقات سازه، به­ طوری­ که بیشترین تأثیر را در کاهش مقادیر پاسخ لرزه ­ای داشته باشد، از مسائل مهم در کاربرد آن­هاست. یکی از پارامترهای مؤثر در تعیین موقعیت بهینه میراگرهای جرمی در ارتفاع سازه، مشخصات بهینه میراگرها است که در این تحقیق مورد بحث قرار گرفته تا مقادیر جرم، سختی و میرایی که سه پارامتر تعیین کننده در مشخصات میراگرهای جرمی هستند، به­ گونه ­ای در ارتفاع توزیع شوند که پاسخ­ های لرزه ­ای سازه به صورت بهینه کنترل گردد. شتاب و جابه ­جایی طبقه بام به ­عنوان هدف برای بهینه ­سازی در نظر گرفته شده ­اند بدین منظور میراگرهای جرمی چندگانه در سازه ۲۰ طبقه با الگوریتم MOPSO بهینه ­یابی شده و در ادامه، تأثیر اندرکنش خاک و سازه (SSI) نیز در پاسخ لرزه­ ای سازه­ ها تحت بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می­ دهد استفاده از میراگرهای جرمی در موقعیت بهینه در طبقات سازه (MTMD) نسبت به حالت بدون میراگر (Bare) باعث کاهش پاسخ لرزه ­ای سازه ­ها شده است و همچنین اعمال اندرکنش خاک و سازه به سازه ­های بهینه شده با میراگرهای جرمی (MTMD-Soil) باعث تغییرات در شتاب و تغییرمکان نسبی طبقه گردیده است. به ­طوری­ که در برخی رکوردها حدود ۳% کاهش و در برخی دیگر حدود 2% افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Soil-Structure Interaction on The Seismic Response of Optimized Structures with Multiple Mass Dampers

نویسندگان [English]

  • Reza Sobhanian 1
  • Jamshid Sabouri 2
  • Rouzbeh Dabiri 2
1 Department of Civil Engineering, Tabriz branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Department of Civil Engineering, Tabriz branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The purpose of this research is to determine the optimal parameters of the dampers and their position in order to reduce the drift and acceleration response of the roof story. For this reason, a 20-story structure is modeled and after designing structural components, multiple adjustable mass dampers are placed on all stories of the structure. Then, based on the MOPSO optimization algorithm, the mass, stiffness and damping of the TMD’s along with their optimal position have been determined. In the following, the effect of soil-structure interaction on the seismic response of the optimized structure has been discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Passive control of structure
  • Seismic response
  • Soil-structure interaction
  • Multiple mass dampers
  • Optimal position of dampers

مراجع

Bagheri S, Rahmani-Dabbagh V, “Seismic response control with inelastic tuned mass dampers”, Engineering Structures, 2018, 172, 712-72.
Bekdaş G, Nigdeli SM, “Metaheuristic based optimization of tuned mass dampers under earthquake excitation by considering soil-structure interaction”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2017, 92, 443-461. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2016.10.019
García VJ, Duque EP, Inaudi JA, Márquez CO, Mera JD, Rios AC, “Pendulum tuned mass damper: optimization and performance assessment in structures with elastoplastic behavior”, Heliyon, 2021, 7 (6), e07221. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e07221
Kaveh A, Javadi SM, Mahdipour Moghanni R, “Optimal structural control of tall buildings using tuned mass dampers via chaotic optimization algorithm”, Structures, 2020, 28, 2704-2713. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.11.002
Khatibinia M, Gholami H, Labbafi SF, “Multi-objective optimization of tuned mass dampers considering soil-structure interaction”, Iran University of Science & Technology, 2016, 6 (4), 595-610.
Mohebbi M, Moradpour S, Ghanbarpour Y, “Improving the seismic behavior of nonlinear steel structures using optimal MTMDS”, Iran University of Science & Technology, 2014, 4 (1), 137-150.
Nateghi F, Tarbali K, “Reliability analysis of a steel moment-resisting frame an innovative response surface procedure to estimate equipped with tuned mass damper under earthquake excitation”, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), 2015.
Nazarimofrad E, Zahrai SM, “Fuzzy control of asymmetric plan buildings with active tuned mass damper considering soil-structure interaction”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2018, 115, 838-852. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2017.09.020
Ozturk B, Cetin H, Aydin E, “Optimum vertical location and design of multiple tuned mass dampers under seismic excitations”, Structures, 2022, 41, 1141-1163. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.05.014
Ramadan OMO, Al-Anany YMM, Sanad AM, “Effects of Soil-Structure Interaction on Nonlinear Seismic Response of Buildings”, The World Conference on Earthquake Engineering LISBOA., 15 WCEE, 2015.
Etedali S, Akbari M, Seifi M, “MOCS-based optimum design of TMD and FTMD for tall buildings under near-field earthquakes including SSI effects”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2019, 119, 36-50. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.12.027
Sadek F, Mohraz B, Taylor AW, Chung RM, “A method of estimating the parameters of tuned mass dampers for seismic applications”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 1997, 26 (6), 617-635. https://doi.org/10.1002/(sici)1096-9845(199706)26:6%3C617::aid-eqe664%3E3.0.co;2-z
Salvi J, Pioldi F, Rizzi E, “Optimum tuned mass dampers under seismic soil-structure interaction”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2018, 114, 576-597. https://doi.org/10.1016/j. soildyn.2018.07.014

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار