کنترل ارتعاشات لرزه ای سازه های غیرخطی با استفاده از مکانیزم ستون مایع میراگر نیمه فعال
چکیده
اکثر تحقیقات انجام گرفته در مورد میراگر ستون مایع، برای نوع غیرفعال این ابزار و بر روی سازه ی یک درجه آزادیِ خطی تحت بارگذاری جانبی باد بوده است. از طرفی با توجه به زلزله خیز بودن کشورمان و اینکه در زلزله های شدید، سازه های متعارف وارده ناحیه غیر خطی می شوند و ازطرف دیگر اینکه مکانیزم کنترل نیمه فعال، مزایای هر دو سیستم کنترلی فعال و غیرفعال را دارا می باشد، لذا در این پژوهش به بررسی نحوه ی طراحی و همچنین کارایی میراگر ستون مایع نیمه فعال در کاهش پاسخ سازه های چند درجه آزادی ِغیرخطیِ برشی تحتِ تحریک پایه ی زلزله پرداخته شده است. علاوه بر این با توجه به اینکه رفتار حقیقی میراگر ستون مایع، غیرخطی می باشد– در حالیکه در اکثر تحقیقات قبلی رفتار این میراگر، خطی فرض شده بود- در این پژوهش، آنالیز سیستم سازه- میراگر با مدل سازی رفتار غیرخطی میراگر انجام پذیرفته است. جهت انجام بررسی، از سازه برشی با رفتار غیرخطی هیسترزیس دو خطی که تحت اثر زلزله های دور گسل و نزدیک گسل قرار دارد، استفاده شده است. سیستم کنترلی نیمه فعال نیز، با امکان تغییر در اریفیس میراگر و در نتیجه ضریب افت ارتفاع و میرایی میراگر ستون مایع، میسر گردیده است. به همین منظور و برای انتخاب ضریب افت ارتفاع مناسب، از قانون کنترل برشی و قانون کنترل بهینه ی آنی که برای سازه های با رفتار غیر خطی توسعه پیدا کرده، استفاده شده است. برای طراحی بهینه ی میراگر نیز، مسئله ی بهینه سازی با هدف کاهش ماکزیمم جابجایی جانبی نسبی سازه تعریف و با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل گردیده است. همچنین در این پژوهش کارایی میراگر ستون مایع نیمه فعال و غیر فعال در کاهش پاسخ لرزه ای با همدیگر مقایسه گردیده اند. نتایج نشانگر کارایی مطلوب سیستم کنترل نیمه فعال در کاهش پاسخ لرزه ای سازه ی غیرخطی می باشد ولی مقدار کارآمدی میراگر به تحریک اعمال شده به سازه بستگی دارد. این وابستگی، در مقایسه کارایی بین میراگر ستون مایع نیمه فعال با غیر فعال بیشتر هم قابل مشاهده است. در بخش دیگری از این پژوهش، کارایی سیستم میراگر ستون مایع با میراگر جرمی تنظیم شده مقایسه گردیده و معایب و محاسنی که نسبت بهم دارند بیان گردیده است.