پایان نامه کارشناسی ارشد:استفاده از میراگر های جرمی در کنترل ارتعاش ساختمان های مرتفع و سازه هایی با دهانه بلند

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران

گرایش :زلزله

عنوان :استفاده از میراگر های جرمی در کنترل ارتعاش ساختمان های مرتفع و سازه هایی با دهانه بلند

دانشگاه آزاد واحد شهرکرد

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی عمران- زلزله

عنوان :

استفاده از میراگر های جرمی در کنترل ارتعاش ساختمان های مرتفع و سازه هایی با دهانه بلند

 

استاد راهنما :

دکتر محمد علی رهگذر

 

 

استاد مشاور :

دکتر حسین تاجمیر ریاحی

 

آذر 1391

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                  صفحه

 

چکیده —————————————————————- 1

فصل اول طرح مسئله

1-1 مقدمه ————————————————————- 3

1-2-1 تعاریف ———————————————————- 5

1-2-2 تاریخچه تحقیقات—————————————————- 6

1-2-3   پارامتر های بهینه میراگر———————————————– 7

1-2-4  شکل کلی معادلات پایه TMD غیر فعال———————————— 9

1-2-5  بهینه سازی   ————————————————— 11

1-2-6  قائده بهینه سازی  : ———————————————– 18

1-2-7   ملاحضات طراحی————————————————— 22

1-2-7-1  در طراحی TMD چند هدف باید مورد توجه قرار گیرد————————— 23

1-2-7-2  آزمایش ها و تائید————————————————- 24

1-2-7-3  مثال های اجرایی————————————————– 25

1-3  اهمیت و ضرورت تحقیق————————————————- 26

1-4   اهداف تحقیق ——————————————————- 26

1-5   روش تحقیق ——————————————————– 27

اصطلاحات مورد استفاده—————————————————– 29

جداول پارامتر های بهینه میراگر های جرمی—————————————– 30

فصل دوم انواع میراگر جرمی

2-1-1میرا گر جرمی تنظیم شده نیم فعال—————————————— 35

2-1-2 میرا گر های جرمی فعال ———————————————– 37

2-1-3  سیستم کنترل فعال————————————————– 38

2-1-4  سیستم چند  TMD————————————————– 39

2-2 میراگر های جرمی (TMD)از نظر نحوه اجرا ———————————— 40

2-2-1 میراگر جرمی جابجایی————————————————- 40

2-2-2 سیستم PTMD یا میراگر جرمی پاندولی  ———————————— 41

مدل میراگر جرمی پاندولی تنظیم شده——————————————– 42

2-2-2-1 مدل  تحلیلی PTMD و سازه یک درجه آزادی——————————- 42

2-2-2-1-1  مدل سازه  ————————————————— 42

2-2-2-1-2  مدلPTMD————————————————– 44

2-2-2-1-3  مدل ترکیب سازه و PTMD—————————————- 47

2-2-2-1-4  عملکرد سیستم PTMD   —————————————– 51

2-2-2-1-4-1  حل تحلیلی مدل ترکیب سازه و PTMD. —————————– 51

2-2-2-1-4-2  اختلاف فاز————————————————– 54

2-2-2-1-4-3  ضرایب بزرگنمایی جابجایی————————————— 57

2-2-2-1-4-4  ارزیابی سیستم PTMD بهینه————————————- 63

2-2-3 میراگر جرمی  مایع تنظیم شده——————————————– 69

2-2-3-1  تئوری پایه—————————————————— 69

2-2-3-2  ملاحضات طراحیپ————————————————- 71

2-2-3-3  آزمایش و تائید  و پیاده سازی—————————————— 71

2-2-4  سیستم های TMD و منابع بار های دینامیکی——————————— 72

2-3 مروری بر تعدادی از تحقیقات کاربردی گذشته: ———————————– 75

2-3-1 استفاده از الاستومر ها————————————————- 75

2-3-2 میراگر های جرمی چند درجه آزادی—————————————– 77

2-3-3  کارایی TMD ها در کنترل لرزش های پل———————————– 82

2-3-4 عملکرد لرزه ای TMD  ها در بهبود پاسخ قابهای فولادی متعارف قابهای ویژه————- 85

4-5 نتیجه نهایی از این مطالعات و تحقیقات گذشته———————————— 86

فصل سوم روش تحقیق (روش کار)

3-1 روش و طرح تحقیق  —————————————————- 88

3-2 فرآیند  تحقیق  ——————————————————- 88

3-2-1  ارائه روش یا  ابزار  جدید با هدف توسعه و کمال یا توجیه اقتصادی و یا … از میراگر جرمی —– 89

3-2-1-1 قسمت طبقه میراگر  ————————————————  0

3-2-1-2  سازه اصلی  —————————————————– 91

3-2-1-3  محل جداسازی  ————————————————– 91

3-2-2  تعیین ساختمان های هدف و مدل ها  ————————————– 92

3-2-3 تحلیل   ———————————————————- 92

3-2-3-1  تحلیل های خطی   ———————————————— 92

3-2-3-2  تحلیل استاتیکی خطی   ——————————————— 93

3-2-3-3  تحلیل دینامیکی خطی    ——————————————– 94

3-2-3-4  تحلیل خطی شبه دینامیکی یا طیفی  ————————————- 95

3-2-3-5  تحلیل خطی دینامیکی تاریخچه زمانی  ———————————– 96

3-2-3-6  معرفی نرم لفزار سپ 2000  —————————————— 97

3-2-4  انجام تحلیل بر روی مدل ها و نتیجه گیری   ———————————- 98

فصل چهارم  استفاده از بار مرده طبقات به عنوان جرم  میراگر جرمی

4-1  کلیات استفاده از بار مرده طبقه به عنوان جرم میراگر جرمی ( طبقه میراگر)  —————– 100

4-1-1 طبقه میرا گر در ساختمان های با چند درجه آزادی  ——————————- 100

4-1-2جداسازی  ——————————————————— 102

4-1-3 چند نکته در مورد جدا ساز های لرزه ای برای استفاده از جدا ساز در طبقه میرا گر جرمی——– 102

4-2 مدل سازی ———————————————————- 103

4-2-1 تحلیل تاریخچه زمانی ————————————————- 104

4-2-2 مدل سازی ساختمان 15 طبقه ——————————————- 107

4-2-2-1 طراحی ساختمان  به روش استاتیکی خطی و تحلیل —————————- 107

4-2-2-2طراحی طبقه میرا گر جرمی  ——————————————– 110

4-2-2-3مقایسه تغییر مکان های پاسخ های جابجایی ——————————— 117

4-2-2-4مقایسه پاسخ های برش پایه در  کوک برای مد اول و دوم با ساختمان معمولی تحت زلزله های مختلف —— 119

4-2-2-5 مقایسه پاسخ های لنگر پایه تحت زلزله های مختلف ————————— 120

4-2-2-6   نمودار های تغییر مکان های نسبی حداکثر برای همه طبقات ———————- 122

4-2-2-7 نمودار های جمع بندی  ———————————————- 124

4-2-3 مدل سازی ساختمان 30 طبقه ——————————————- 126

4-2-3-1طراحی به روش استاتیکی خطی و تحلیل ———————————– 126

4-2-3-2 طراحی یک طبقه به عنوان طبقه میراگر ———————————— 128

4-2-3-3مقایسه تغییر مکان های نسبی طبقات  سازه  ——————————— 132

4-2-3-4  مقایسه برش های پایه ———————————————- 135

4-2-3-5   مقایسه لنگر های پایه حداکثر —————————————– 136

4-2-3-6   طراحی طبقه میراگر برای مد 3 —————————————- 137

4-2-3-6-1   مقایسه تغیر مکان ها ی کوک برای  مد 3 با سازه معمولی ——————— 139

4-2-3-6-2   مقایسه برش های پایه ——————————————- 140

4-2-3-6-3   مقایسه لنگر های پایه ——————————————– 142

4-2-3-6-4  جمع بندی پاسخ ها  ——————————————— 143

4-2-3-7  اضافه کردن تعداد طبقات سیستم طبقه میراگر ——————————- 145

4-2-3-7-1  طرااحی طبقات میراگر و جداساز ها  ———————————— 145

4-2-3-7-2  مقایسه  تغییر مکان ها ——————————————– 149

4-2-3-7-3  مقایسه برش های پایه ——————————————– 150

4-2-3-7-4  مقایسه لنگرهای پایه ——————————————— 151

4-2-3-7-5   نمودار جمع بندی حداکثر برش پایه و لنگر پایه —————————- 153

4-2-4 مدل سازی ساختمان  6 طبقه ——————————————– 154

4-2-4-1 طراحی طبقه میراگر و جداساز ها  —————————————- 155

4-2-4-2 مقایسه تغییر مکان های نسبی طبقه  5  ———————————— 158

4-2-4-3 مقایسه برش های پایه در هر دو جهت  ———————————— 159

4-2-4-4 مقایسه لنگر های پایه ———————————————–  160

4-2-4-5 مقایسه نیروی پیچشی پی در جهت z  ———————————— 161

4-2-4-5 جمع بندی پاسخ تحت زلزله در دو جهت  ———————————– 162

4-2-4-6 نمودار های نهایی مقایسه نتایج تحت سه زلزله فقط در جهت x  ——————– 163

فصل پنجم  تجزیه و تحلیل نتایج و نتیجه گیری

5-1 بازنگری فصل های گذشته ———————————————— 166

5-2 اثر طبقه میراگر در ساختمان 15 طبقه —————————————– 168

5-3  اثر  یک طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه ————————————- 170

5-4  اثر  9 طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه  ————————————– 173

5-5  اثر  طبقه میراگر در ساختمان 6  طبقه —————————————– 175

5-5-1   بررسی پاسخ ها برای تحلیل در دو جهت ———————————— 175

5-5-2   بررسی پاسخ ها برای تحلیل در یک جهت ———————————– 176

5-5-3   تیجه گیری کلی برای ساختمان 6 طبقه در هر دو حالت ————————— 176

5-6  بحث و نتیجه گیری —————————————————- 177

5-6-1 هدف کاهش چه نوع نیرویی است —————————————– 177

5-6-2 هدف حذف ریسک افزایش نیرو ها ناشی از تشدید در مد اول  ———————— 177

5-6-3 تامین سختی و میرایی و سیستم جداساز ————————————- 178

5-6-4    انتخاب مد کوک شدن باید با شناخت کافی از زلزله های منطقه و اثرات ایستگاه انجام شود. ——— 178

5-7   پیشنهاد برای تحقیقات بعدی ———————————————- 179

مراجع—————————————————————– 181

 

 

 

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                                  صفحه

 

شکل (1-1) جاذب ارتعاش دینامیکی فراهم—————————————– 6

شکل (1-2) گزیده کتاب دن هارتوگ   ——————————————- 7

شکل (1-3) مدل مکانیکی سازه و  سیستم TMD در معرض تحریک لرزه ای—————— 9

شکل (1-4) مدل دو درجه آزادی TMD —————————————— 9

شکل (1-5) قائده بهینه سازی   با استفاده از روش نقاط ثابت————————— 13

شکل (1-6) قائده بهینه سازی   با استفاده از روش ریشه های حقیقی———————- 13

شکل (1-7) اثر تنظیم ضعیف فرکانس بر ضریب تقویت جابجایی دینامیکی سیستم اصلی———— 15

شکل (1-8) اثر تنظیم ضعیف میرایی بر ضریب تقویت جابجایی دینامیکی سیستم اصلی————- 15

شکل (1-9) فرکانس بهینه TMD برای حداقل کردن جابجایی با توجه به قائده  برای سیستم اصلی——- 16

شکل (1-10) نسبت میرایی بهینه TMD برای حداقل کردن جابجایی با توجه به قائده  برای سیستم اصلی– 16

شکل (1-11) حداکثر تابع بدون بعد با توجه به قائده   برای سیستم اصلی و پارامتر هایی که جابجایی سیستم اصلی را حداقل کنند—— 16

شکل (1-12) حداکثر تابع بدون بعد با توجه به قائده   برای جابجایی نسبی و پارامتر هایی که جابجایی سیستم اصلی را حداقل کنند——- 16

شکل (1-13)ضریب کاهش با توجه به قائده  برای TMD  بهینه شده برای حداقل کردن جابجایی سیستم اصلی  ——- 17

شکل (1-14) تقویت مربوط به تنظیم نبودن فرکانس برایTMD   با توجه به قائده   برای حداقل کردن جابجایی سیستم اصلی   — 17

شکل (1-15) انحراف نرمال جابجایی سازه اصلی   ———————————– 19

شکل (1-16) فرکانس بهینه TMD برای حداقل انحراف جابجایی سیستم اصلی با توجه به قائده   — 20

شکل (1-17) نسبت میرایی بهینه TMD برای حداقل انحراف جابجایی سیستم اصلی با توجه به قائده  —– 20

شکل (1-18) حداقل انحراف بدون بعد جابجایی سیستم اصلی با توجه به قائده  برای پارامتر هایی که انحراف جابجایی سیستم  اصلی را حداقل میکند     20

شکل (1-19) حداقل انحراف بدون بعد جابجایی جرم میراگر با توجه به قائده  برای پارامتر هایی که انحراف جابجایی سیستم  اصلی را حداقل میکند        20

شکل (1-20) ضریب کاهش برای یک TMD بهینه برای حداقل کردن جابجایی سازه اصلی  با توجه به قائده  — 21

شکل (1-21) ضریب تقویت مربوط به تنظیم مختل TMD  برای حداقل کردن جابجایی سازه اصلی  با توجه به قائده  — 21

شکل (2-1) نمایی از یک ATMD   ——————————————– 35

شکل (2-2) نمایی از یک   hybrid  ATMD .    ———————————– 36

شکل (2-3)  TMD نیمه فعال  با سختی —————————————– 37

شکل (2-4) TMD نیمه فعال پاندولی که از یک میراگر مغناطیسی که از  جریان ثابت استفاده کرده است ——- 37

شکل (2-5) نمایی از سیستم کنترل فعال   —————————————– 38

شکل (2-7) نمایی از سیستم چند TMD  —————————————– 40

شکل (2-8) نمایی از سیستم TMD  جابجایی  ————————————– 41

شکل (2-9) نمایی از سیستم PTMD   —————————————— 42

شکل (2-10) دیاگرام آزاد نیروهای وارد بر سازه————————————– 43

شکل (2-11) نمایی از PTMD   ———————————————- 45

شکل (2-12) دیاگرام آزاد جرم مدل PTMD  ————————————– 45

شکل (2-13) پاسخ ارتعاش آزاد مدل شبیه شده ————————————- 47

شکل (2-14) نمایی از سازه یک درجه آزادی و میراگر جرمی تنظیم شده پاندولی  —————- 48

شکل (2-15) سیستم معادل TMD  جابجایی  ————————————– 52

شکل (2-16) اختلاف فاز برای شرایط تشدید  ————————————— 55

شکل (2-17) اختلاف فاز برای تنظیم حالت تشدید و   ————————– 56

شکل (2-18) اختلاف فاز برای فرکانس های مختلف تحریک و میرایی 10 درصد—————- 56

شکل (2-19) اختلاف فاز برای فرکانس های مختلف تحریک و میرایی 5  درصد—————– 57

شکل (2-20) ضرائب تقویت جابجایی X برای تغییرات نسبت میرایی و نسبت جرم PTMD———- 59

شکل (2-21) ضرائب تقویت جابجایی Y برای تغییرات نسبت میرایی و نسبت جرم PTMD———- 59

شکل (2-22) ضرائب تقویت جابجایی X با تغییر فرکانس تنظیمی برای نسبت میرایی های مختلف از PTMD — 61

شکل (2-23) ضرائب تقویت جابجایی Y با تغییر فرکانس تنظیمی برای نسبت میرایی های مختلف از PTMD  — 62

شکل (2-24) ضرائب تقویت جابجایی X برای نسبت فرکانس تحریک سازه و تغییرات نسبت میرایی  PTMD  — 62

شکل (2-25) حداقل قله ضریب تقویت جابجایی X برای نسبت میرایی  PTMD و تغییرات نسبت جرم  —– 64

شکل (2-26) نسبت فرکانس تنظیم شده بهینه  برای نسبت میرایی  PTMD و تغییرات نسبت جرم —- 65

شکل (2-27) نسبت فرکانس تنظیم شده بهینه  برای نسبت جرم و تغییرات نسبت میرایی  PTMD—– 65

شکل (2-28) حداقل قله ضریب تقویت جابجایی X برای   ——————– 66

شکل (2-29) ضرائب تقویت جابجایی X برای نسبت فرکانس تحریک سازه ای و چند نسبت فرکانس تنظیم شده— 67

شکل (2-30) ضرائب تقویت جابجایی Y برای نسبت فرکانس تحریک سازه ای و چند نسبت فرکانس تنظیم شده— 67

شکل (2-31) پاسخ سازه و  PTMD در مقابل تحریک  ——————————– 68

شکل (2-32) نمایی از میراگر های تلاتم کننده و ستون مایع تنظیم شده که با سازه اصلی جفت شده اند. – 69

شکل (2-33) پارامتر های اصلی  TLD ——————————————- 70

شکل (2-34) آزمایش سختی سنجی   ——————————————- 75

شکل (2-35) تغییرات مدول یانگ با دما  —————————————— 76

شکل (2-36) TMD  یک درجه آزادی برای یک مد اصلی سیستم  ———————— 79

شکل (2-37) اثر نسبت  بر قائده     —————————————– 80

شکل (2-38) اثر نسبت  بر قائده     —————————————– 80

شکل (2-39) پاسخ فرکانسی برای قائده بهینه برای سیستم TMD است برای میرایی صفر و نسبت جرم  0.05 و نسبت   —- 81

شکل (2-40) پاسخ فرکانسی برای قائده  بهینه برای سیستم TMD است برای میرایی صفر و نسبت جرم  0.05 و نسبت —— 82

شکل (2-41) مقایسه پاسخ سازه های با تعداد طبقات مختلف  برای زلزله السنترو با و بدون TMD —– 85

شکل (2-42) مقایسه پاسخ سازه های با تعداد طبقات مختلف  برای زلزله طبس با و بدون TMD—— 85

شکل (4-1) طیف شتاب و جابجایی  زلزله السنترو I-ELC180   —————————- 105

شکل (4-2) طیف شتاب و جابجایی  زلزله طبس .  ——————————————————— 106

شکل (4-3) طیف شتاب و جابجایی  زلزله منجیل   ———————————– 106

شکل (4-4) برش استاتیکی طبقات در ساختمان 15 طبقه با تحلیل استاتیکی خطی—————- 108

شکل (4-5) نمایی از مدل سازی ساختمان 15 طبقه در نرم افزار ایتبس———————– 108

شکل (4-6) پاسخ تغییر مکان بام ساختمان 15 طبقه تحت زلزله السنترو برحسب سانتی متر است——- 109

شکل (4-7) پاسخ تغییر مکان بام ساختمان 15 طبقه تحت زلزله طبس برحسب سانتی متر است——– 109

شکل (4-8) پاسخ تغییر مکان بام ساختمان 15 طبقه تحت زلزله منجیل برحسب سانتی متر است —— 110

شکل (4-9)  تغییر مکان طبقه میراگر در محل جداساز تحت زلزله با بزرگنمایی 50  ————— 116

شکل (4-10) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 14 تحت زلزله  طبس  برحسب سانتی متر است در ساختمان  15 طبقه — 117

شکل (4-11) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 14 تحت زلزله  السنترو  برحسب سانتی متر است در ساختمان  15 طبقه — 118

شکل (4-12) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 14 تحت زلزله  منجیل  برحسب سانتی متر است در ساختمان  15 طبقه — 118

شکل (4-13) مقایسه پاسخ برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت طبس. — 119

شکل (4-14) مقایسه پاسخ برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت السنترو—- 119

شکل (4-15) مقایسه پاسخ برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت منجیل— 120

شکل (4-16) مقایسه پاسخ لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت طبس—– 120

شکل (4-17) مقایسه پاسخ لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت السنترو—- 121

شکل (4-18) مقایسه پاسخ لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت منجیل—– 121

شکل (4-19) مقایسه حداکثر تغییر مکان نسبی همه طبقات نسبت به پایه  در ساختمان 15 طبقه در زلزله السنترو– 122

شکل (4-20) مقایسه حداکثر تغییر مکان نسبی همه طبقات نسبت به پایه  در ساختمان 15 طبقه در زلزله منجیل– 123

شکل (4-21) مقایسه حداکثر تغییر مکان نسبی همه طبقات نسبت به پایه  در ساختمان 15 طبقه در زلزله طبس– 123

شکل (4-22) مقایسه پاسخ تغییر مکان نسبی طبقه 14 ساختمان معمولی با ساختمان 15 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت 3 زلزله— 124

شکل (4-23) مقایسه حداکثر لنگر پایه تحت زلزله های مختلف در ساختمان 15 طبقه————– 124

شکل (4-24) مقایسه حداکثر برش پایه تحت زلزله های مختلف در ساختمان 15 طبقه————- 125

شکل (4-25) نمایی ازپلان ساختمان 30 طبقه در ایتبس  ——————————- 126

شکل (4-26) نقشه ارتفاع طبقات در نرم افزار—————————————- 127

شکل (4-27) نتایج تحلیل  استاتیکی خطی  —————————————- 127

شکل (4-28) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 29 تحت زلزله طبس  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه– 132

شکل (4-29) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 29 تحت زلزله السنترو  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه- 132

شکل (4-30) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 29 تحت زلزله منجیل  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه- 133

شکل (4-31) مقایسه پاسخ تغییر مکان همه طبقات تحت زلزله السنترو  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه- 133

شکل (4-32) مقایسه پاسخ تغییر مکان همه طبقات تحت زلزله منجیل  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه– 134

شکل (4-33) مقایسه پاسخ تغییر مکان همه طبقات تحت زلزله طبس   برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه– 134

شکل (4-34) مقایسه پاسخ برش پایه تحت زلزله طبس  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه— 135

شکل (4-35) مقایسه پاسخ برش پایه تحت زلزله السنترو  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه– 135

شکل (4-36) مقایسه پاسخ برش پایه تحت زلزله منجیل  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه– 136

شکل (4-37) مقایسه پاسخ لنگر پایه تحت زلزله طبس  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه   — 136

شکل (4-38) مقایسه پاسخ لنگر پایه تحت زلزله السنترو  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه — 137

شکل (4-39) مقایسه پاسخ لنگر پایه تحت زلزله منجیل  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه  — 137

شکل (4-40) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 29 تحت زلزله طبس  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه—- 139

شکل (4-41) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 29 تحت زلزله السنترو  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه— 139

شکل (4-42) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 29 تحت زلزله منجیل  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه— 140

شکل (4-43) مقایسه پاسخ برش پایه تحت زلزله طبس  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه— 140

شکل (4-44) مقایسه پاسخ برش پایه تحت زلزله السنترو  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه– 141

شکل (4-45) مقایسه پاسخ برش پایه تحت زلزله منجیل  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه– 141

شکل (4-46) مقایسه پاسخ لنگر پایه تحت زلزله طبس  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه—- 142

شکل (4-47) مقایسه پاسخ لنگر پایه تحت زلزله السنترو  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه— 142

شکل (4-48) مقایسه پاسخ لنگر پایه تحت زلزله منجیل  برحسب کیلوگرم است در ساختمان  30 طبقه — 143

شکل (4-49) مقایسه پاسخ تغییر مکان نسبی طبقه 29 ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2و3 تحت 3 زلزله—- 143

شکل (4-50) مقایسه حداکثر برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2و3 تحت 3 زلزله——- 144

شکل (4-51) مقایسه حداکثر لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2و3 تحت 3 زلزله——- 144

شکل (4-52) نمای ارتفاعی ساختمان 30 طبقه با 9 طبقه میراگر  ————————— 145

شکل (4-53) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 21 تحت زلزله طبس  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه با 9 طبقه میراگر— 149

شکل (4-54) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 21 تحت زلزله السنترو  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه با 9 طبقه میراگر— 149

شکل (4-55) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 21 تحت زلزله منجیل  برحسب سانتی متر است در ساختمان  30 طبقه با 9 طبقه میراگر— 149

شکل (4-56) مقایسه پاسخ برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای 9 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت زلزله طبس برحسب  kg— 150

شکل (4-57) مقایسه پاسخ برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای 9 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت زلزله السنترو برحسب  kg– 150

شکل (4-58) مقایسه پاسخ برش پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای 9 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت زلزله منجیل برحسب  kg— 150

شکل (4-59) مقایسه پاسخ لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای 9 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت زلزله طبس برحسب  kg-CM— 151

شکل (4-60) مقایسه پاسخ لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای 9 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت زلزله السنترو برحسب  kg-CM— 151

شکل (4-61) مقایسه پاسخ لنگر پایه ساختمان معمولی با ساختمان 30 طبقه دارای 9 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1و 2 تحت زلزله منجیل برحسب  kg-CM—- 152

شکل (4-62) مقایسه حداکثر برش پایه  تحت زلزله های مختلف در ساختمان 30 طبقه با 9 طبقه میراگر– 153

شکل (4-63) مقایسه حداکثر لنگر پایه  تحت زلزله های مختلف در ساختمان 30 طبقه با 9 طبقه میراگر— 153

شکل (4-64) نمای افقی و عمودی از ساختمان 6 طبقه  ——————————– 154

شکل (4-65) مقایسه پاسخ تغییر مکان طبقه 5 تحت زلزله السنترئ  برحسب سانتی متر است در ساختمان  6 طبقه با 1 طبقه میراگر- 158

شکل (4-66) مقایسه پاسخ برش پایه در جهت x ساختمان معمولی با ساختمان 6 طبقه دارای 1 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1 تحت زلزله السنترو در دو جهت برحسب  kg — 159

شکل (4-67) مقایسه پاسخ برش پایه در جهت y ساختمان معمولی با ساختمان 6 طبقه دارای 1 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1 تحت زلزله السنترو در دو جهت برحسب  kg— 159

شکل (4-68) مقایسه پاسخ لنگر  پایه در جهت x ساختمان معمولی با ساختمان 6 طبقه دارای 1 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1 تحت زلزله السنترو در دو جهت برحسب kg-CM– 160

شکل (4-69) مقایسه پاسخ لنگر پایه در جهت y ساختمان معمولی با ساختمان 6 طبقه دارای 1 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1 تحت زلزله السنترو در دو جهت برحسب kg-CM— 160

شکل (4-70) مقایسه پاسخ پیچش پایه در جهت x ساختمان معمولی با ساختمان 6 طبقه دارای 1 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1 تحت زلزله السنترو در دو جهت برحسب kg-CM– 161

شکل (4-71) مقایسه پاسخ پیچش پایه در جهت y ساختمان معمولی با ساختمان 6 طبقه دارای 1 طبقه میراگر کوک شده برای مد 1 تحت زلزله السنترو در دو جهت برحسب kg-CM– 161

شکل (4-72) مقایسه وجمع بندی حداکثر نیرو های پایه  و تغییر مکان  تحت زلزله السنترو در دو جهت در ساختمان 6 طبقه با 1 طبقه میراگر 162

شکل (4-73) مقایسه وجمع بندی حداکثر نیرو های پایه   تحت سه زلزله  در یک جهت در ساختمان 6 طبقه با 1  طبقه میراگر——– 163

شکل (4-74)مقایسه حداکثر تغییر مکان های نسبی برای همه طبقات تحت زلزله  منجیل در یک جهت در ساختمان 6 طبقه با 1  طبقه میراگر 163

شکل (4-75)مقایسه حداکثر تغییر مکان های نسبی برای همه طبقات تحت زلزله  طبس در یک جهت در ساختمان 6 طبقه با 1  طبقه میراگر  164

شکل (4-76)مقایسه حداکثر تغییر مکان های نسبی برای همه طبقات تحت زلزله  السنترو در یک جهت در ساختمان 6 طبقه با 1  طبقه میراگر 164

شکل (5-1) مراحل تحلیل های تارخچه زمانی بر روی مدلسازی های مختلف  —————— 167

شکل (5-2) اثر طبقه میراگر در ساختمان 15 طبقه در کاهش یا افزایش تغییر مکانهای نسبی طبقه 14 — 168

شکل (5-3) اثر طبقه میراگر در ساختمان 15 طبقه در کاهش یا افزایش برش های پایه  ———— 169

شکل (5-4) اثر طبقه میراگر در ساختمان 15 طبقه در کاهش یا افزایش لنگر های پایه  ————- 169

شکل (5-5) اثر یک طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه در کاهش یا افزایش تغییر تغییر مکان های نسبی طبقه 29 ——- 170

شکل (5-6) اثر یک طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه در کاهش یا افزایش برش پایه ————- 171

شکل (5-7) اثر یک طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه در کاهش یا افزایش لنگر پایه   ————- 171

شکل (5-8) مقایسه حداکثر لنگر پایه در ساختمان 30 طبقه  با یک طبقه میراگر   —————– 172

شکل (5-9) اثر 9  طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه در کاهش یا افزایش برش  پایه   ————- 173

شکل (5-10) اثر 9  طبقه میراگر در ساختمان 30 طبقه در کاهش یا افزایش لنگر  پایه   ———— 173

شکل (5-11) مقایسه حداکثر لنگر پایه در ساختمان 30 طبقه  با 9 طبقه میراگر   —————– 174

شکل (5-12) مقایسه پاسخ ها در ساختمان 6 طبقه در تحلیل در دو جهت  ——————— 175

شکل (5-13) مقایسه حداکثر نیرو های پایه   تحت سه زلزله  در یک جهت در ساختمان 6 طبقه  —— 176

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                  صفحه

 

جدول( 1-1) پارامتر های بهینه اولیه برای میراگر جرمی ——————————— 8

جدول (1-2) تابع تبدیل بدون بعد برای تحریک های مختلف و پارامتر های پاسخ  —————- 30

جدول (1-3) حل تقریبی بهینه سازی  برای سیستم اصلی با میرایی ناچیز —————— 31

جدول (1-4) نزدیکترین توضیح از  برای تحریک های مختلف و پارامتر های پاسخ ————- 31

جدول (1-5) حل دقیق بهینه سازی  برای سیستم اصلی با میرایی ناچیز ——————– 32

جدول (1-6) حل تقریبی بهینه سازی  برای سیستم اصلی با میرایی سازه ای —————– 33

جدول (2-1) مشخصات فیزیکی مدل PTMD شبیه سازی شده ————————— 47

جدول (2-2) توضیحات مدل  PTMD  —————————————— 52

جدول (2-3) بازه مقادیر پارامتر های قابل کنترل  ————————————- 64

جدول (2-4) پارامتر های بدون بعد   PTMD   ————————————– 68

جدول (2-5) مشخصات چند الاستومر ——————————————– 76

 

فصل اول

« طرح مسئله »

 

1-1 مقدمه

یکی از عواملی که سازه در مقابل زلزله با آن مواجه است تشدید یا رزونانس است . تشدید زمانی اتفاق می افتد که  سختی سازه، حرکت زمین را به طبقات بالا تر از سطح زمین انتقال میدهد که به صورت انرژی جنبشی و پتانسیل در سازه باقی میماند، اگر این انرژی مسطهلک یا خنثی نشود باعث افزایش تغییر مکان  ها خواهد شد این اتفاق زمانی بحرانی تر است که فرکانس منبع ارتعاش با فرکانس دستگاه یا سازه برابر شود یا به هم نزدیک باشند در این حالت سرعت و تغییر مکان با گذشت زمان به سمت بینهایت میل میکند در طی این مسیر زمانی، لحظه ای میرسد که تغییر مکان ایجاد شده در سازه باعث ایجاد نیروهایی مانند اثر پی دلتا و افزایش   لنگر واژگونی و ایجاد تغییر مکان های ماندگار و… می شودکه از حد توان سازه بیشتر میشود و باعث تخریب موضعی یا کلی در سازه میگردد .

به دلایل بالا کنترل تشدید در سازه از اهمیت زیادی برخوردار است ،برای کنترل تشدید از راه های مختلفی استفاده می شود که در اینجا سه روش را که از تعریف تشدید سرچشمه می گیرد را بیان میکنیم

و یکی از آنها را جهت تحقیق انتخاب می کنیم

  • استفاده از میراگر هایی که نیروی آنها متناسب با افزایش سرعت افزایش میابد و با کنترل انرژی دستگاه تغییر مکان حداکثر را کنترل میکنند.
  • استفاده از میراگر هایی که متناسب با تغییر مکان طبقات انرژی را مسطهلک میکنند مانند بادبند های کمانش ناپذیر
  • ایجاد اختلاف فاز بین فرکانس منبع ارتعاش و دستگاه (چون ماهیت زلزله به گونه ایست که فرکانس مشخص نیست از این روش در مقابل آن استفاده نمی شود) شاید بتوان جدا ساز ها را از این نوع بحساب آورد.
  • مقابله با تغییر مکان های  ایجاد شده متناسب با شتابشان به وسیله نیروی اینرسی ماند یا لختی ذخیره شده بوسیله  جرم هایی که در نقاطی که تغییر مکان ها باید کنترل شوند قرار گرفته اند ، که به میراگر جرمی یا tuned mass damper   شناخته می شود.

در سازه های مختلف میرا گر جرمی با اهداف متفاوتی میتواند مورد استفاده قرار گیرد .  به طور مثال در پل ها میرا گر های جرمی برای کنترل تشدید پیچشی نسبت به محور پل یا کنترل تشدید جابجایی قائم عرشه پل  تحت بار گزاری زلزله یا باد استفاده میشود ، و به خاطر اینکه تشدید در اثر خواص ایرودینامیکی اجزاء باد خور و باد گیر پل بحرانی تر است استفاده از میراگر جرمی برای این منظور بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. در سازه های بلند و مرتفع بتنی و فولادی این اهداف میتوانند باز با هم متفاوت و در برخی مشترک باشند. مثلا پدیده برخاست پی تحت لنگر واژگونی وبرای کنترل آن طراح با محدودیت هایی مواجه است . از جمله آنها محدودیت ضرفیت خاک برای شمع کوبی و تحمل نیروهایی کششی ناشی لنگر واژگونی ،و دیگر محدودیت توجیه اقتصادی پروژه با توجه به هزینه بر بودن افزایش عمق پی و در برخی موارد با افزایش عمق مزاحمت سطح آبهای زیر زمینی و دیگر عوامل مشابه میتواند گزینه های کاهش پدیده برخواست پی را پر رنگ تر کند و آنها را روی میز قرار دهد. نوع مصالح  و هزینه تمام شده آنها تا مرحله آخر نصب هم میتواند ما را به سمت استفاده از میرا گر های جرمی هدایت کند به طور مثال در سازه های بتنی با توجه به اینکه تامیین مقاومت فشاری در عناصر مختلف با بتن است و مقاومت در برابر تنش و نیرو های کششی برعهده فولاد است و از آنجایی که هزینه استفاده از فولاد حداقل دو برابر هزینه استفاده از بتن است طراح سازه های بلند به سمت کاهش نیروهای کششی و جایگزینی آنها با نیرو های فشاری تمایل می یابد که برای این هدف استفاده از میرا گر های جرمی میتواند کمک کننده باشد. در سازه های فولادی هدف بالا مورد توجه نیست و باتوجه به اینکه تمرکز این مطالعه بر روی سازه های بتنی مرتفع با سیستم های دارای دیوار برشی است برای اختصار از توضیح  درباره  سازه های فولادی صرفنظر میکنیم و موارد اشاره شده در بالا در جهت استفاده از میرا گر های جرمی مورد برسی قرار میدهیم تا بتوانیم، توصیف رفتار و اثرات آن بروی سازه را ارائه کنیم. دلایل دیگری برای استفاده از این سیستم وجود دارند که با توضیح مکانیزم عملکرد ، با آنها آشنا خواهیم شد.

میراگر های جرمی انواع مختلفی دارند مانند : فعال ، غیر فعال ، جرم متمرکز ، مایع و ….

هدف از این تحقیق

  • بررسی انواع میراگر جرمی و نحوه طراحی آنها
  • اهداف ثانویه ای که این طرح برای آنها مفید می باشد(مقایسه اثرات با  میرا گر جرمی و بدون آن با  استفاده از نرم افزار در یک تحلیل دینامیکی برای یک یا چند زلزله خاص )

 

1-2-1 تعریف :

میراگر جرمی تنظیم شده ازسه بخش اصلی تشکیل شده است:

  • جرم میراگر
  • عنصر سختی یا مقاومت که نیرویی متناسب با جابجایی نسبی به وجود آمده بین جرم میراگر و سازه اصلی که در اثر ماند و لختی جرم نسبت به سازه اصلی به وجود آمده بین جرم و سازه اصلی اعمال میکند
  • عنصر میرا گر

که جهت مقابله با حرکت سازه به صورت های مختلف به سازه متصل میشود. یک نمونه ساده از آن شامل: جرم،فنر(سختی)ومیراگر است.  نکته: بقیه اجزاء میراگر جرمی مثل میله های هدایت کننده جرم،ادوات تثبیت و شاسی که اجزاء اصلی میراگر روی آن نصب می شوند، چون مستقیما به سازه متصل می شوند جزئی از جرم سازه به حساب می آیند و در محاسبه جرم میراگر وارد نمی شوند. نمونه هایی از میرا گر یا جاذب جرمی هم هستند که شامل جرم و جک (که با استفاده از فشار روغن که با کامپیوتر کنترل می شود، شتاب نسبی بین سازه و جرم میراگر ایجاد می کنند (جهت به وجود آوردن نیرو در بازه های زمانی مناسب وجهت مناسب) می باشند. نوع دیگر، میرا گر های ستون مایع می باشند که با فشار مایع  به دیواره متصل به سازه در خلاف جهت شتاب حرکت سازه با جابجایی آن مقابله می کند. در این مطالعه ما به  انواع میرا گر جرمی تنظیم شده می پردازیم که نوع ساده آن  شامل جرم ، فنر ، میراگر می باشد.

نکته: عنصر سختی  یا فنر می تواند از مصالح الاستومر استفاده شود که به دلیل حساسیت تغییرات سختی آنها به تغیرات دما در ساختمان کمتر استفاده می شوند و در این مطالعه سختی را به صورت فنر با سختی خطی  مدل می کنیم. لغت تنظیم شده به دلیل تنظیم فرکانس میراگر با فرکانس طبیعی سازه وتنظیم میرایی عنصرمیراگر، میراگر جرمی است که اصطلاحا میراگر جرمی را با سازه کوک می کنیم. این تنظیم به صورتی است که حداکثر انرژی ممکن از سازه توسط میراگر خنثی شود که اصطلاحا حداکثر انتقال انرژی از سازه به میراگر جرمی تنظیم شده(TMD :Tuned mass damper) گفته می شود.

تعداد صفحه :226

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید