انمایی و تنظیم بهینه میراگر ضربه‌ای به منظور کاهش پاسخ لرزه ای قابهای فولادی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4240-IRAST (R1)
نویسندگان
1حصارک، میدان دانشگاه، دانشگاه خوارزمی، دانشکده فنی و مهندسی، گروه عمران، باکس اساتید کد پستی 37551-31979
2دانش آموخته دانشگاه خوارزمی
چکیده
میراگرهای ضربه ای با قابلیت کاهش سریع پاسخ تحت ارتعاشات دینامیکی و گذرا طی پژوهشهای اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش جستجوی نظم یافته پارامترهای این نوع میراگر جهت عملکرد مناسب آن طی زلزله در قالب بهینه یابی فرمولبندی میشود. سپس ضمن تعییر جانمایی میراگر در طبقات قابهای فولادی خمشی، متغیرهای طرح شامل نسبت سختی، نسبت جرمی و فاصله برخورد تنظیم می گردند. با عنایت به ماهیت پیوسته متغیرهای مذکور، شیوه دسته ذرات بهینه یاب در زمره روشهای نوین فرا ابتکاری برای مساله بهینه یابی حاضر ویژه سازی شده است. بدین منظور مدلسازی عملکرد میراگر در مثالهایی از قابهای خمشی کوتاه و میان مرتبه چند درجه آزاد و با استفاده از تحلیلهای عددی تاریخچه زمانی تحت مجموعه ای از زلزله های مخرب مطالعه شده است. نتایج این بررسی با پارامترهای بهینه میراگر حاکی از اولویت طبقات آخر و نزدیک به آن از لحاظ جانمایی کاربرد یک میراگر ضربه ای برای بهبود پاسخهای لرزه ای کنترل شده در مقایسه با حالت کنترل نشده می باشد. در مقابل مشخص شد که جابجایی محل نصب میراگر به پایینترین طبقات ضمن کاهش برخوردهای موثر می تواند کارایی آن را به نحو چشمگیری تضعیف نماید.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Optimal tuning and placement of vibro-impact damper to reduce seismic response of steel frames
Authors
Mohsen Karaj, Amir abdol-hossein Morvaridforoush
Abstract
Vibro-Impact dampers are of much interest in recent years due to their capability in rapid reduction of dynamic structural responses under transient vibrations such as earthquakes. In the present work, systematic search of VI parameters is concerned via an optimization problem formulation to improve its performance under seismic excitation of building frames. In this regard, VI parameters including impact distance, mass and stiffness ratio are taken as design variables in each case of topological variation of VI-setup among the moment-frame stories. Particle swarm optimization is thus utilized to solve such a for continuous search problem as a recent successive meta-heuristic algorithm in similar engineering fields. A number of low- and medium-rise building frame examples are then treated using numerical time-history analyses under a variety of destructive earthquakes. As a result of the present study with optimized VI parameters, the upper stories of building frames are preferred for setting up the impact dampers to achieve best structural response while installing such equipment at the lowest story can highly decrease the number of successive impacts and consequent performance of the proposed seismic control.
Keywords
Vibro-Impact damper, Seismic Design, Optimal Topology, Particle swarm optimization