بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله روش جدیدي بر مبناي ترکیب همزمان دو استراتژي کنترل سازهها و بررسی سلامت سازهاي جهت کاهش پاسخ دینامیکی سازههاي مجهز به جداگرهاي لرزهاي تحت اثر زلزلههاي نزدیک به گسل ارائه میگردد. به دلیل وجود اثر پالسهاي ناگهانی در رکوردهاي سرعت و جابجایی این نوع زلزلهها، پاسخ جابجایی سازههاي مجهز به جداگر افزایش قابل توجهی خواهد داشت. روش پیشنهاد شده در این مطالعه علاوه بر کاهش پاسخ جابجایی این سازهها مانع از افزایش جابجاییهاي نسبی طبقات نیز میگردد. براي این منظور در تراز شالوده علاوه بر جداگرها، دستگاه هاي کنترلی نیمه فعال با سختی متغیر به کار گرفته میشود.
در الگوریتم پیشنهادي، کنترلگر مورد استفاده سختی مورد نیاز تجهیزات کنترلی نیمه فعال را بر اساس شناسایی لحظهاي آسیب در تراز جداگرها محاسبه مینماید. عملکرد و کارایی روش پیشنهادي بر روي سازه مبناي مجهز به جداگر، تهیه شده توسط کمیته انجمن مهندسان آمریکا، تحت اثر رکوردهاي مختلف زلزله هاي نزدیک گسل مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که روش پیشنهادي به خوبی عملکرد سازهاي ساختمان هاي مجهز به جداگر را در زلزلههاي نزدیک به گسل بهبود می بخشد.
-1 مقدمه
استفاده از سیستم جداگرها یکی از راهحلهاي موثر در کاهش پاسخ لرزهاي ساختمانها تحت اثر زلزلههاي شدید است .[1] سیستمهاي جداگر پایه با افزایش جابجایی در تراز شالوده باعث ایجاد کاهش در جابجایی نسبی و شتاب طبقات در ساختمانها میگردد. اما این ویژگی، یعنی جابجایی زیاد در تراز شالوده، در زلزلههاي نزدیک به گسل که داراي پالس بزرگ در رکورد شتاب یا جابجایی می باشند، مطلوب نخواهد بود .[2]
یک راه حل عملی براي کاهش جابجایی در تراز شالوده استفاده از میراگرهاي غیرخطی غیرفعال است .[3] مطالعههاي گذشته نشان میدهد که استفاده از میراگرهاي غیرفعال باعث افزایش جابجایی نسبی و شتاب طبقات میگردد .[4] با این وجود طراحی مناسب میراگرها می تواند باعث عملکرد مطلوب آنها باشند .[5] اخیرا ترکیب جداگرهاي لرزهاي با تجهیزات کنترلی توجه محققین را به خود جلب نموده؛ به طوري که این امر موجب پیدایش نسل جدیدي از جداگرهاي لرزهاي با عنوان سیستم جداگر پایه هوشمند شده است.
ناراسیمهان و ناگاراجا [6] با استفاده از الگوریتم کنترل تبدیل فوریه زمان کوتاه روشی را ارائه کردند که به وسیله آن در سازههاي داراي جداگر پایه مجهز به دستگاه نیمه فعال با سختی متغیر، پاسخ جابجایی و جابجایی نسبی میان طبقه، بدون افزایش در شتاب طبقه کاهش پیدا کرد. ناگاراجا و همکاران [8 ,7] با بکارگیري دستگاه کنترل نیمه فعال با سختی متغیر بدون و یا همراه با میراگرهاي نیمه فعال MR روش هایی را براي کاهش پاسخ جابجایی در تراز شالودهي سازههاي مجهز به جداساز پایه، بدون افزایش در جابجایی و شتاب طبقات، پیشنهاد دادند.
همچنین مطالعات مختلفی در زمینه ارزیابی عملکرد استراتژيهاي مختلف کنترل نیمه فعال و میراگرهاي غیرفعال خطی در کاهش پاسخ دینامیکی سازه مجهز به جداساز پایه تحت اثر زلزلههاي از پیش تعیین شده صورت گرفته است.[12-9] در بیشتر مطالعاتی که در این زمینه انجام گرفته، طراحی الگوریتمهاي کنترل پیشنهادي، صرفا بر اساس فیدبک پاسخ سازه از قبیل جابجایی، سرعت و شتاب میباشند.
در حین القاي زلزلههاي شدید الگوریتمهاي کنترلی بر اساس پاسخهاي دینامیکی تنها، هیچگونه اطلاعاتی در مورد وضعیت لحظهاي جداسازها از نظر وقوع آسیب ندارند. بنابراین این نوع استراتژيهاي کنترل در تحریکهاي خارجی شدید، عملکرد پایینی خواهند داشت. در این مطالعه سعی بر آن است که با استفاده از روشهاي شناسایی آسیب، وضعیت لحظهاي جداگرها شناسایی گردد.
سپس به کمک تجهیزات کنترل نیمه فعال، سختی تراز پایه سازه اصلی به گونهاي تنظیم گردد که بدون افزایش در جابجایی نسبی طبقات، جابجایی پایه کاهش یابد. در ادامه ابتدا یک روش شناسایی سیستم معرفی شده، سپس یک الگوریتم ترکیبی ارائه میگردد. همچنین عملکرد و کارایی روش پیشنهادي بر روي سازه مبناي مجهز به جداگر، تهیه شده توسط کمیته انجمن مهندسان آمریکا، تحت اثر رکوردهاي مختلف زلزلههاي نزدیک به گسل مورد بررسی قرار میگیرد.
