مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

کنترل ارتعاشات دودکش‏های بتن آرمه بلند در معرض باد با استفاده از میراگر جرمی تنظیم شونده متصل به اینرتر (TMDI)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترای مهندسی سازه، دانشکده فنی ، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2 دانشیار دانشکده مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
3 استادیار،دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خورموج، خورموج، ایران
10.22065/jsce.2026.532077.3777
چکیده
در این تحقیق، تاثیر سیستم‎ میراگر جرمی تنظیم شونده متصل به اینرتر (TMDI) در کاهش ارتعاشات ناشی از باد دودکش‏های بتن آرمه بلند مورد مطالعه قرار گرفت. دودکشی به ارتفاع 160 متر ارائه شد و مدل سازه به صورت تیر کنسولی قائم چند درجه آزادی فرض شد. پاسخ سازه در برابر نیروهای باد، با تحلیل حوزه فرکانس و روش ارتعاشات تصادفی تعیین شد. موقعیت میراگر جرمی در گره فوقانی سازه در نظر گرفته شد و فرض گردید یکی از ترمینال‏های اینرتر به میراگر جرمی و دیگری به گرهی در موقعیت ارتفاعی پایین‏تر متصل است. پارامتر نسبت ارتفاعی به‎صورت نسبت فاصله ارتفاعی بین ترمینال‎های اینرتر به ارتفاع سازه تعریف شد. تاثیر نسبت ارتفاعی و نسبت اینرتنس در عملکرد کنترلی سیستم به صورت پارامتری بررسی شد و کارآیی سیستم TMDI با میراگر جرمی سنتی مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار نسبت‎های ارتفاعی و اینرتنس، قابلیت کنترل ارتعاشات سازه افزایش می‏یابد. برای مثال، سیستم TMDI با نسبت جرمی یک درصد، به‏ازای نسبت ارتفاعی 20 درصد و نسبت اینرتنس 40 درصد، دارای عملکرد کنترلی معادل با میراگر جرمی سنتی با نسبت جرمی پنج درصد بود. همچنین، استفاده از اینرتر به‏طور قابل ملاحظه‎ای دامنه ارتعاش خود میراگر را کاهش داد، به نحوی که برای TMDI با مشخصات ذکر شده، دامنه ارتعاش میراگر در مقایسه با میراگر جرمی معمولی، 85 درصد کاهش داشت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Vibration control of tall RC chimneys under wind loads using tuned mass damper-inerter system (TMDI)

نویسندگان English

Ali Shayeghi 1
Houshyar Eimani Kalehsar 2
Namat Khodaie 3
1 Ph.D. Candidate in structural engineering, Engineering Faculty, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Associate Professor Engineering Faculty, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
3 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Islamic Azad University Khormuj Branch, Khormuj, Iran
چکیده English

In this study, the effect of a tuned-mass-damper-inerter (TMDI) system on the reduction of wind-induced vibration of tall RC chimneys was studied. A chimney with a height of 160 m was modeled as a multi-degree-of-freedom cantilever beam. The wind-induced responses were computed using frequency domain analysis and random vibration theory. The mass damper was assumed to be connected to the top node of the structure. One terminal of the inerter was connected to the mass damper, and the other to a node at a lower height. The height ratio for the TMDI was defined as the ratio of vertical distance between the inerter’s terminals to the height of the structure. The effects of the height and inertance ratios on the vibration control performance of the TMDI were parametrically evaluated. The control action of the TMDI was compared with that of the traditional TMD. The results indicated that increasing the height and inertance ratios reduced the structural response. For instance, the TMDI with a mass ratio of 1%, a height ratio of 20%, and an inertance ratio of 40% had a control action equal to that of a TMD with a mass ratio of 5%. Furthermore, the inerter significantly reduced the vibration amplitude of the damper itself so that for the TMDI system with the mentioned specifications, the vibration amplitude of the damper was reduced by 85% compared to the conventional mass damper.

کلیدواژه‌ها English

Tuned mass damper-inerter
Crosswind vibration
Tall RC chimneys
optimization
Vibration control

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 13 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 18 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 05 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 13 خرداد 1405