بررسی اثر نوع زلزله بر رفتار سازه با میراگر مایع با پره قابل تنظیم تحت کنترل نیمه فعال

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شیمیف صنایع و عمران، دانشگاه علم و فناوری مازندران

2 دانشگاه یاسوج/دانشکده مهندسی/ گروه عمران

چکیده

یکی از خطراتی که همواره سازه های عمرانی را تهدید می کند زلزله می باشد. این تهدید در ایران که کشوری لرزه خیز می باشد بسیار جدی می باشد. یکی از روش های مورد استفاده برای این منظور کنترل سازه ها می باشد. در سال های اخیر روش کنترل نیمه فعال با توجه به مزایای آن مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این روش بر اساس تغییر خواص میرایی و یا سختی سیستم پاسخ سازه کاهش می یابد. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر نوع رکورد زلزله بر رفتار سازه از 6 رکورد زلزله حوزه نزدیک و 6 رکورد زلزله حوزه دور استفاده شده است. سازه مورد بررسی در این تحقیق یک سازه یک درجه آزادی می باشد که برای کنترل نیمه فعال آن از یک میراگر مایع با پره قابل تنظیم استفاده شده است. میراگر مایع یک میراگر با هزینه نصب، ساخت و نگهداری پایین بوده که می تواند با عملکرد دوگانه به عنوان مخزن ذخیره نیز مورد استفاده قراربگیرد. برای کنترل نیمه فعال میراگر با طراحی یک الگوریتم فازی پره ها در حین تحریک چرخانده می شود. برای طراحی الگوریتم مورد نظر ضریب میرایی میراگر در زوایای مختلف پره ها لازم می باشدکه برای این منظور از نتایج آزمایشات انجام شده توسط عنایتی و زهرایی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که در مقایسه رفتار سازه تحت اثر رکورد زلزله حوزه نزدیک و حوزه دور میراگر تحت رکورد حوزه نزدیک رفتار بهتری نسبت رکورد حوزه دور از خود نشان می دهد و میزان کاهش پاسخ ها بیشتر می باشد. بررسی پاسخ جابجایی سازه نشان می دهد که در زلزله های حوزه نزدیک بیشینه پاسخ تا 17 درصد و در زلزله های حوزه دور 13 درصد نسبت به کنترل غیر فعال کاهش از خود نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Investigation of the effect of earthquake type on the structure s behavior with Tuned liquid damper with variable baffles under semi-active control

نویسندگان [English]

  • Hamed Enayati 1
  • ALI Mohammad Rousta 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Science and Technology of Mazandaran, Behshahr, Iran
2 Assistant Professor, Department of civil Engineering, Yasouj University, Yasouj, Iran
چکیده [English]

Earthquake as a natural hazard jeopardizes civil structures and infrastructures. Iran is a seismically susceptible country compelling experts to adopt appropriate counter measures in design practices. In this regard the structural control conceptis well known from which semi active control methodologies have been addressed vastly by scholars during last two decades. These methods impose controlling actions by changing stiffness and damping traits of the structure. In addition to provisions to be considered in the structure side, earthquake properties originated from distance to source fault should be dealt with as near and far field categories. In this paper, we are aimed to evaluate efficacy of a liquid damper with adjustable blades in a semi active scenario. Generally, liquid dampers have low installation and maintenance costs that make them as a suitable choice in many applications. The structural model is single degree of freedom subjected to 6 far field and 6 near field earthquakes. A fuzzy algorithm has been developed to handle the blades rotation in the semi active control.The algorithm adjusts the blade angle based on corresponding damping ratios adopted from a previous research. Results of analyses demonstrate that the damper can reduce structural responses significantly. This reduction about responses from near field ground motions are greater than those of far field ground motions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Semi-Active Control
  • Single Degree of Freedom
  • Fuzzy Algorithm
  • Tuned liquid damper with variable baffles
  • Near Field Earthquake
  • Far Field Earthquake

مراجع

[1]. Tamura Y,.Kousaka R andModi V.(1988). practical  application of nutation damper for supperessing wind-induced vibratiobs of airport towers, Journal of Wind engineering and industrial Aerodynamics, )41-44(, 1919-1930
[2]. Ueda T., Nakagaki R, Koshida K.,(1992). Supperssion of wind-induced  vibration by dynamic dampers in tower-like structures, Journal of wind Enginnering and industeral Aerodynamics, )41-44(, 1907-1918
[3]. Wakahara T., Shimada K., Tamura Y,(1994). Practical application of tuned liquid damper for all buildings, proceeding in the 12th ASCE Structures Congress, Atlanta Georgia, USA, 851-856
[4]. Sato T,. (1987), Tuned sloshing damper, Japan Journal of Wind Engineering, (32), 67-68
[5]. Modi V and Welt F. (1988). Damping of wind induced oscillations through sloshing, Journal of wind Engineering and industrial Aerodynamics, (30), 85-94
[6].EL Damatty A. A. (2002). Studies on the application of tuned liquid dampers to up-grade the seismic resistance of structures, ICLR Research, No. 17.
[7].Tondl A., Runjigork M., Verhulst F., and Nabergoj R. (2000). Auto parametric resonance in mechanical systems, Cambridge University, New York.
[8]. Symans M. D.and Constantinou M. C., (1997). Seismic testing of a building structure with a semi-active fluid damper control system, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, (26), 759-777.
[9]. Sadek F. and Mohraz B., (1998). Semi-active Control Algorithms for Structures With Variable Dampers, Journal of Engineering Mechanics, (124), 981-990.
[10]. Liang Teng T., peng C. p. and chun chuang, (2000). A study on the application of fuzzy theory to structural active control, Computer methods in applied mechanics and engineering, (189), 439-448.
[11]. Samali B. AL-Dawod M. Kwok K.and Fazel Naghdy, (2004). Active control of cross wind response of 76-story tall building using a fuzzy controller, Journal of Engineering Mechanics, (130), No. 4, 492-498.
[[1]2]. Y. k. and Hurlebaus S, (2010). Model based multi-input, multi-output supervisory semi-active nonlinear fuzzy controller, Computer-applied civil and infrastructure Engineering, (25), 387-393.
[[1]3]. Pourzeynali S, Lavasani H. H. and Modarayi A. H, (2007). Active control of high rise building structures using fuzzy logic and genetic algorithm, Engineering Structures, (29), 346-357.
[14].Zahrai S. M. and Shafieezadeh A., (2009). Semi active control of the wind excited benchmark tall building using a fuzzy controller , Iranian journal of Science & Technology, (33), 1-14.
[15].Tait M.J,.EI Damatty A. A., Isyumov N., and Siddique M.R(2005). Numerical flow models to simulate tuned liquid dampers (TLD) with slat screens, Journal of Fluids and structures, (20), 1007-1023
[16]. Love J.S. and.Tait M. J. (2010). Nonlinear simulation of a tuned liquid damper with damping screens using a modal expansion technique, Journal of fluids and Structures, (26),1058-1077.
[17]. Zahrai S.M, Abbasi S, Samali and B. Vrcelj Z (2011). Experimental investigation of utilizing TLD with baffles in a scaled down 5- story benchmark building,  journal of Fluids and structures.
[18].Hamed Enayati and Seyed Mehdi Zahrai, (2018). A variably baffled tuned liquid damper to reduce seismic response of a five-storey building, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Structures and Buildings, 171(4), 306-315
[19]. Zahrai S. M. and Enayati H., (2017). Semi-Active Control of a SDOF Structure Using Tuned Liqiud Damper With Variable Baffles, STRUCTURE AND STEEL, 14(210018), 69-96.
[20]. Wang L., A Course in Fuzzy systems and control, Prentice-Hall International, Inc.
[21]. Karamodin A, Irani, F. Baghban A. (2011). Effectivenss of a fuzzy controller on the damage index of nonlinear benchmark buildings, Scientica Iranica, (19), No.1, 1-10
[22]. Kim H. S. and Roschke P. N. (2006). Design of fuzzy logic controller for smart base isolation system using
genetic algorithm, Engineering Structures, (28), 84–96.
[23]. حیدرزاده محمد و زهرایی سیدمهدی، (1383)، میراگرهای مایع تنظیم شده برای کنترل غیرفعال سازه ها،  پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله، 37-46.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 28 بهمن 1397
  • تاریخ بازنگری: 05 تیر 1399
  • تاریخ پذیرش: 23 تیر 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار