بخشی از مقاله
چکیده
برای برخی ساختمانهای بلندمرتبه، فضای محلی بزرگ برای عملکرد لزوماً خاصی مانند عملکرد یک سالن کنفرانس و لابی هتل؛ بسیار مفید هستند.
با توجه به نتایجِ آزمون جدول لرزهای در یک ساختمان بلند مرتبه با فضای محلی بزرگ، ویژگیهای دینامیکی چنین ساختاری پیچیده بودند و حالت پیچشی به اولین حالت تبدیل میشد، در حالیکه واکنشهای پیچشی تحت تحریک زلزله هستند بخصوص بام و طبقه بالای فضای محلی بزرگ، بسیار قابل توجه ومهم هستند. تامین ایمنی لرزه ای در چنین سازه ای نیازمند اتخاذ تدابیرو اقداماتِ ویژه ای می باشد.
در این پژوهش، به منظور کاهش ارتعاش پیچشی یک سازه بلند مرتبه با فضای محلی بزرگ، از یک میراگر جرمی تنظیم شدهی - TMD - دو جهته استفاده شده است. بهینهسازی پارامترهای TMD، ازقبیلِ فرکانس طبیعی، نسبتهای میرایی و نسبت جرم، انجام شده است . نتایج تجزیه و تحلیلِ تاریخچهی زمانی نشان میدهد که TMD دو جهتهی - دو طرفه - پیشنهادی، در کنترل ارتعاش پیچشی بسیار مهم و موثر هست.
مقدمه
سازههای بلندمرتبه با فضای موضعی بزرگ به وضوح، به سیستم سازهای نامنظمِ پیچیدهای متعلق است که ممکن است از آسیبهای جدی ناشی از ارتعاش پیچشی تحتِ شرایط زلزله رنج میبرند. آزمون جدول لرزهای روی چنین سیستم سازهای توسط - B. Zhao, X. Lu, W. Lu and Y. Zhang 2007 - انجام شد که نشان میدهد که ویژگیهای دینامیکی پیچیده هستند و حالت پیچشی به اولین حالتِ این سازه تبدیل شده است. واکنشهای پیچشی تحت تحریک زلزله، بخصوص طبقهی بالای فضای وسیعتر محلی و اجزای ساختاری در این نزدیکی ، کاملاً قابل توجه و مهم هستند و اقدامات ویژه ای برای چنین سیستمهای سازه ای برای حفظ ایمنی لرزهای آن مورد نیاز هست. در طول 30سال گذشته، چندین دستگاه کنترل فعال و غیرفعالِ ابتکاری توسعه یافتهاند و برای کاهش ارتعاشات در ساختارهای ایجاد شده توسط بارهای ناشی از باد و زلزلهها ساخته شده است. میراگر جرمی تنظیمشونده - TMD - نمونهای از چنین دستگاههایی است.
یک TMD تکسویهی ساده متشکل از یک جرم واحد m، متصل به ساختاری توسط یک میراگر - داشپوت - ویسکوز c و یک فنر خطی k باشدمی . این جرم صرفاً برای حرکت در یک جهت محدود شده و معمولاً موثرترین است زمانیکهواکنشِ این ساختار عمدتاً در جهتی است که دمپر - میراگر - میتواند حرکت کند. با این حال، اگر پاسخ ساختاری به گونه ای باشد که یک جزء بسیار کوچک از حرکت آن در طول مسیرِ دمپر - میراگر - وجود داشته باشد، یا یک جزء کاملاً بزرگ در جهت عمود بر مسیر دمپر - میراگر - باشد، یا ساختاری باشد که متحمل پاسخهای پیچشیِ بزرگ میشود؛ آنگاه TMD یکسویه ممکن است که خیلی مفید نباشد.
برای کاهشِ پاسخهای لرزهایِ سازههای ساختمانی پیچیده، مانند سازه ساختمانی بلندمرتبه با فضای بزرگ محلی، ممکن است یک سیستم TMD دوطرفه بکار برده شود. در این مقاله، رفتار لرزهای و پاسخهای پیچشیِ یک ساختمان بلند مرتبهی پیچیده با فضای محلی بزرگ ، مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل ساختمان چند طبقهی ساده ایجاد شده است و سیستم TMD دوسویهای برای کاهش پاسخهای پیچشیِ ساختارهای تحت شرایط لرزهای بکار برده شده است. نتایج عددی نشان می دهد که سیستم TMD دوسویهای که بخوبی طراحی شده؛ در کاهش پاسخ های پیچشیِ کل ساختار و همچنین بالای فضای بزرگ محلی موثر است.
مدل مکانیکی ساختمان
یک مدل چندطبقهی ساده از یک ساختمان در این مقاله درنظر گرفته شده است. جرم این سازه در طبقاتی متمرکز شده که توسط فنرهای بدون جرم برای نشان دادن سختی ترازی و چرخشِ دیوارها و ستونها به هم مرتبط هستند. هر طبقه دارای یک مرکز جرم و یک مرکز سختی است، و این طبقات دارای سه درجه آزادی- انتقالات متعامد افقی در امتداد جهاتِ و و چرخش - دوران - است.
