مقايسه عملكرد ميراگرهاي جرمي منفرد و چندگانه توزيع شده در ارتفاع براي كنترل لرزه اي چند مودي سازه بلند

Comparing performance of TMD and MTMD vertically distributed in height for multi-modal seismic control of tall buildings

در اين پژوهش به منظور بررسي و مقايسه عملكرد ميراگر جرمي منفرد واقع در محل بيشينه جابجايي مودي (بام سازه) و ميراگرهاي جرمي چندگانه توزيع شده در ارتفاع سازه بر اساس تحليل مودال ، از يك سازه 40 طبقه در دو حالت خطي و غيرخطي بهره گرفته شده است. مدلسازي سازه به همراه هفت شتاب نگاشت زلزله هاي اعمالي با بيشينه شتاب معادل g0/1 در نرم افزار OpenSees انجام شده است. نتايج تحليلهاي صورت گرفته نشان مي دهد كه كنترل سازه در حالت خطي توسط ميراگرهاي جرمي چندگانه تنظيم شده بر اساس مودهاي اول-دوم رفتار مناسب تري نسبت به ساير حالت ها دارد و متوسط كاهش بيشينه جابه جايي بام سازه با استفاده از اين نوع از ميراگر ها 14/5 درصد مي باشد كه حدود 2 برابر بيشتر از كاهش ناشي از حالت هاي استفاده از ميراگر هاي منفرد تنظيم شده، بر اساس مود اول و ميراگر جرمي چندگانه ي تنظيم شده بر اساس مود اول يا دوم، مي باشد. اين در حالي است كه با توجه به فرض تنظيم مقادير طراحي ميراگرها متناظر با رفتار ارتجاعي آنها، در مدل غيرخطي سازه عملكرد ميراگرهاي جرمي منفرد و چندگانه ضمن كنترل پاسخ هاي سازه، اندكي كاهش مي يابد. خطاي 10 درصدي به منظور پوشش عدم قطعيت هاي موجود در ميراگرهاي جرمي و سازه ناشي از تغييرات فركانس، در تنظيم فركانس طراحي ميراگرها در نظر گرفته شده است كه در اين حالت نيز رفتار ميراگرهاي جرمي چندگانه مناسب تر بوده است.

In this study, to investigate and compare the performance of the single mass damper in the maximum modal displacement (roof) and multiple mass dampers vertically distributed in the height of the structure, based on the modal analysis, two linear and nonlinear models of a 40-story structure were selected. The structure has been modeled in OpenSees software using seven acceleration time histories. The analysis results for applied earthquakes under the maximum acceleration of 1.0g show that the control of the linear structure by multiple tuned mass dampers (MTMDs) tuned to the first and second modes have more appropriate behavior than others, and the average reduction of the maximum displacement of the Roof applying this type of dampers is 14.5%, which is about 2 times more than reduction of the STMD tuned to the first mode and the MTMDs tuned to the first or second modes, systems. However, due to the assumption of tuning the design parameters of the dampers corresponding to their elastic behavior, the performance of single and multiple mass dampers slightly decreases in a nonlinear model of the structure while structural responses are still controlled. Also, for the 10% error caused by misadjusting of the dampers, the behavior of MTMDs is more appropriate.