|
|
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۱، شماره ۶، صفحات ۱۲۵-۱۳۸
|
|
|
| عنوان فارسی |
کنترل لرزه‌ای فعال با درنظرگیری رفتار غیرخطی سازه و خاک، با استفاده از تئوری فازی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
علم کنترل لرزه‌ای سازه‌ها، همواره به دنبال کاهش آآثار مخرب نیروهای لرزه‌ای است. با این وجود، تسلیم خاک تحت اثر بارهای تشدید یافته ناشی از نیروهای زلزله، می‌تواند موجب اثرات غیرقابل جبرانی در سازه شود و سازه متحمل بارها و نیروهایی شود که برای آن طراحی نشده است. این پدیده نامطلوب در نهایت منجر به از میان رفتن کلیه اهداف عملکردی سازه -که در مرحله‌ی طراحی دنبال شده است- می‌گردد. در این مقاله با مدل‌سازی سه‌بعدی اجزای محدود از سازه بتنی بلند‌مرتبه‌ی مجهز به میراگر جرمی فعال و با بررسی جنبه‌های کمتر توجه شده‌ای مانند بلندشدگی شالوده و آآثار اندرکنش غیرخطی خاک و سازه، تلاش شده است که مطالعه جامعی پیرامون سوالات موجود در زمینه کنترل لرزه‌ای سازه‌های مجهز به میراگر جرمی فعال با توجه به آآثار غیرخطی شدن رفتار خاک، انجام شود. برای این منظور تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی روی مدل سازه، تحت 22 جفت رکورد زلزله‌های حوزه دور (FEMA P695 ضمیمه A) انجام شده است. برای مدل‌سازی رفتار هیسترزیس بتن از مدل ایبارا استفاده شده است. مدل‌سازی خاک توسط روش پیشنهادی ATC 40 وFEMA 440 انجام شده است. برای بهینه‌یابی و ارزیابی پارامترهای میراگر جرمی فعال (شامل نسبت تنظیم، نسبت جرم و نسبت میرایی) از روش طیف میراگر جرمی، با بررسی تغییرات پاسخ‌های سازه، استفاده شده است. برای محاسبه نیروی کنترل میراگر جرمی فعال از تئوری فازی استفاده شده است. نتایج بیانگر این مطلب است که با ورود سازه به حوزه رفتار غیرخطی و اندرکنش آن با رفتار غیرخطی خاک، بازدهی میراگر جرمی فعال در کنترل بلندشدگی شالوده کاهش می‌یابد اما در کنترل جابه‌جایی جانبی و جابه‌جایی نسبی درون طبقه‌ای، دارای بازدهی قابل قبول و مناسبی است. با ارزیابی نتایج تحلیل سه بعدی یک سیستم غیرخطی خاک-سازه مجهز به میراگر جرمی فعال مشخص شد که برای مجموعه رکورد‌های در نظر گرفته شده و با توجه به ویژگی‌های لحاظ شده برای الگوریتم فازی در این مقاله از میراگر‌جرمی فعال می‌توان در کنترل جابه‌جایی جانبی سازه و تغییرمکان‌نسبی‌درون‌طبقه‌ای به شکل ن مطلوبی استفاده نمود و کاهشی حدوداً 15 درصدی در این مقاله مشاهده می‌شود. همچنین مشخص شد میراگر‌جرمی فعال در کنترل میزان بلندشدگی شالوده سازه مستقر بر خاک‌های سخت تاثیر چندانی را ندارد اما با نرمتر شدن خاک میراگر جرمی فعال می‌تواند سبب کاهشی حدود 3 درصد را به صورت میانگین ایجاد نماید. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
کنترل لرزه‌ای فعال سازه‌ها، رفتار غیرخطی خاک، بلندشدگی شالوده ، مدل ایبارا، زلزله حوزه دور، سازه سه بعدی. |
|
| عنوان انگلیسی |
Active seismic control by considering nonlinear behavior of structure and soil, using fuzzy theory |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
The science of seismic control of the structures always seeks to reduce and control the destructive effects of the forces which are produced during an earthquake event. However, the yield of the soil under intensified seismic loads can cause some irreversible effects on the structural elements and the structure may withstand the increased moments and the forces for which it is not formerly designed. This unfavorable phenomenon significantly affect the seismic response and performance of the structures, and will ultimately leads to disappearance of all functional goals that are sought to create in the structural design stage by the designer of the structure. In this research, by a relatively accurate three dimensional finite element modeling, from a high-rise concrete structure equipped with the active mass damper, and by examining the lesser-known aspects of the problem such as uplift of the foundation and the effects of nonlinear interaction of soil and structure, an attempt has been made to conduct a relatively comprehensive study on the questions of seismic control of structures equipped with active mass dampers due to the nonlinear effects of the underneath soil behavior. For this purpose, time history dynamic analysis was performed on the structural model under the effect of 22 horizontal records of distant basin earthquakes in x and y directions followed by the Appendix A of FEMA P695. The Ibarra model (a reviewed and modified model based on the Clough model) is used for modeling of the hysteresis behavior of concrete materials. The underneath soil is modelled by three springs approach presented in ATC 40 and FEMA 440 with equivalent stiffness based on soil modulus of elasticity and Poisson's ratio of three categories (the main C category and upper and lower C and E categories ). To achieve the goal of optimization and evaluation of the active mass damper parameters (consist of tuning ratio, mass ratio and damping ratio), the mass damper spectra method with investigation of changes in structural responses has been used. The Fuzzy theory has been used to calculate the control force of an active mass damper. The results indicate that with respect to entrance of the structure to non-linear zone and its interaction with non-linear behavior of the soil, the efficiency of the active mass damper in uplift control of the foundation decreases, but a good efficiency is observed in the lateral displacement and inter story drift control. By evaluation of the three dimensional analysis results of a nonlinear soil structure system equipped with the active mass damper, the researchers observed that for the set of the recorded earthquake and based on the specifications considered for fuzzy algorithm, the active mass damper has a satisfactory effect in the control of displacements and drifts of the structure, in the amount of almost 15 percent. It was also identified that the active mass damper has a negligible effect on the foundation uplift in the structures which constructed on the hard soil. But when the soil becomes softer, a 3 percent mean decrease is observed in the uplift displacements in foundation. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
active control, nonlinear SSI, uplift, Ibarra model, far-field earthquakes, three-dimensional structure. |
|
| نویسندگان مقاله |
حمید مرتضایی |
همدان دانشگاه فنی و حرفه ای
علیرضا آذریون |
همدان دانشگاه فنی و حرفه ای
علیرضا باقریه3 باقریه |
ملایر دانشگاه ملایر
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-1-62149-1&slc_lang=other&sid=16 |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
other |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
پژوهشی اصیل (کامل) |
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|