كنترل لرزه‌اي ‌سازه‌ها با استفاده از ميراگرهاي سيال تنظيمي (TLD)، تطبيق‌پذير با ارتفاع آب

Seismic Control of Structures Using Tuned Liquid Dampers (TLD) Adaptable with Water Level

ميراگرهاي سيال تنظيمي (TLD)، كه امروزه بصورت گسترده‌اي مورد استقبال و استفاده قرار گرفته‌اند، با داشتن ساختاري ساده، عدم نياز به منبع انرژي خارجي و هزينه‌هاي ناچيز ساخت و اجرا توانسته‌اند بطور موثري براي كاهش پاسخ‌هاي سازه‌ها در برابر نيروهاي زلزله مورد استفاده واقع شوند. با تنظيم ارتفاع آب درون مخزن ميراگر سيال تنظيمي بگونه‌اي كه فركانس ارتعاش سيال با فركانس اصلي سازه يكسان شود مي‌توان بالاترين راندمان را از اين سيستم كنترلي انفعالي (غيرفعال) در كاهش پاسخ سازه‌ها بدست آورد. تلاش‌هاي زيادي انجام شده است كه اين نوع ميراگر درهنگام شرايط عادي نيز بتواند كاربرد داشته و بعنوان منبع ذخيره‌ي آب ساختمان مورد استفاده واقع شود. اما در چنين شرايطي به دليل متغير بودن سطح آب مصرفي درون مخزن ميراگر، ديگر لزوماً راندمان آن درصورت وقوع زلزله بالا نخواهد بود. لذا هدف از ارائه اين مقاله ارائه جزئيات كامل‌تري از يك مدل بهبود يافته‌ي پيشنهادي بجاي TLDهاي متداول است كه بتواند در ارتفاع‌هاي مختلف آب درون مخزن نيز داراي بهترين راندمان در كاهش پاسخ‌هاي سازه‌اي داشته باشد و قبلاً براي نخستين‌بار توسط مولفين پيشنهاد شده است. بدين منظور با اعمال هفت گروه ركورد زلزله به مدل تحليلي مورد مطالعه، راندمان اين دو سيستم كنترلي با يكديگر مقايسه شده است. نتايج تحليل‌هاي تاريخچه‌ي زماني غيرخطي انجام شده بيانگر آن است كه پاسخ‌هاي حداكثر ساختمان در سيستم كنترلي پيشنهادي در مقايسه با سيستم TLD ‌متداول، براي ارتفاع‌هاي مختلف آب مخزن، كاهش قابل توجهي داشته و موثرتر بوده است.

Tuned Liquid Dampers (TLD) are widely utilized today because of their simple structure, no need for external energy sources and low construction and implementation costs. They have also been used effectively to reduce the responses of structures against the earthquake excitation. By adjusting the water level, inside the TLD tank, so that the vibration frequency of the fluid is equal to the main frequency of the structure, the best efficiency is obtained for this passive control system in reducing the response of the structures. Many efforts have been undertaken to make this type of damper usable even under normal conditions, so that to be used as a water storage tank for the buildings. However, in such case, due to the variable level of water consumption in the damper tank, its efficiency will not necessarily be high at the time of an earthquake. Therefore, the purpose of this paper is to introduce an improved model, instead of conventional TLD, that perform the best efficiency in reducing structural responses at the different water levels in the reservoir. For this purpose, by applying seven earthquake records to the studied analytical model, the efficiency of two control systems has been compared with each other. The results of nonlinear time history analyses indicate that the maximum building responses in the proposed control system have been effectively reduced, for the different reservoir water levels, compared to the conventional TLD system.