کنترل ارتعاشات سازه‌های نامنظم در سختی تحت بارگذاری زلزله‌های حوزه دور و نزدیک توسط میراگرهای مغناطیسی با کنترل‌کننده‌های فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

2 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشیار دانشکده مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

10.22060/ceej.2021.18497.6880

چکیده

با افزایش جمعیت شهرها و کمبود فضاهایی برای ساخت‌وساز، ایجاد کاربری متنوع، معماری و زیبایی سازه‌ها نیاز به سازه‌های نامنظم بالاجبار در حال افزایش است. یکی از راه‌کارهای کاهش خطرات ساخت و استفاده از این سازه‌ها، استفاده از ابزارهای کنترل ارتعاشات در آن‌ها است. در مطالعه حاضر عملکرد میراگر مغناطیسی با کنترل‌کننده فازی برای کاهش ارتعاشات سازه‌ نامنظم سختی تحت زلزله‌های دور و نزدیک مورد بررسی قرار گرفته است. ظرفیت میراگر مغناطیسی معرفی شده معادل 1000 کیلونیوتن است که در طبقه اول بین تراز کف و تراز سقف طبقه اول تعبیه شده است. سیستم فازی بر اساس سرعت نسبی دو سر میراگر طراحی شده است تا با مشخص شدن سرعت نسبی مقدار ولتاژ و در نتیجه نیروی کنترلی که به سازه وارد می‌شود تعیین گردد. سه حالت مختلف نامنظمی غیرهندسی در ارتفاع که شامل نامنظمی سختی با ضریب نامنظمی 60 درصد در یک سازه 10 طبقه استفاده و در نرم‌افزار اپنسیس مدلسازی شده است. این نامنظمی‌ها در سه مکان متفاوت ارتفاعی شامل نیمه پایینی ارتفاع سازه (طبقات 1 تا 5)، پایین‌ترین طبقه (طبقه اول) و طبقه میانی سازه (طبقه 5) مورد بررسی قرار گرفته است. برمبنای تحلیل‌های عددی انجام‌گرفته برای این سازه‌ها تحت تحریک ورودی زلزله‌های حوزه دور و نزدیک، تغییرمکان باقیمانده به‌طور میانگین به ترتیب 23.15% و 45.64% کاهش می‌یابد. علاوه بر بهبود معیارهای همچون حداکثر تغییرمکان، برش و لنگر پایه در هر دو نوع زلزله، بیش ترین بهبود در سازه نامنظم طبقه اول و کمترین آن برای طبقه میانی رخ داده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Vibration control of stiffness irregular structures under near and far-field earthquakes by MR dampers and fuzzy controllers

نویسندگان [English]

  • mohammadreza zamanian 1
  • ali kheyroddin 2
  • alireza mortezaei 3
1 Ph.D. Student, School of Civil Engineering, College of Engineering, Islamic Azad University of Semnan, Semnan, Iran.
2 Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Semnan, Semnan, Iran.
3 Associate Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, Islamic Azad University of Semnan, Semnan, Iran.
چکیده [English]

With the increase in the population of cities and the lack of spaces for construction, the creation of diverse uses, architecture and beauty of structures, ،he performance of a magnetic damper with a fuzzy controller to reduce the vibrations of an irregular hard structure under near and near earthquakes has been investigated. In the present study, the performance of a magnetic damper with a fuzzy controller reduce the vibrations of an irregular stiffness structure under near and far field earthquakes has been investigated. The capacity of the introduced magnetic damper is equal to 1000 kN, which is installed in the first floor between the floor level and the ceiling level of the first floor. Three different types of irregularities in height, including hardness irregularities with a coefficient of 60%, are used in a 10-story structure and are modeled in the OpenSees software. These irregularities have been investigated in three different elevation locations including the lower half of the structure height (floors 1 to 5), the lowest floor (1st floor) and the middle floor of the structure (5th floor). Based on the numerical analyzes performed for these structures under the excitation of near and far field earthquakes, the residual displacement is reduced by an average of 23.15% and 45.64%, respectively. In addition to improving criteria such as maximum displacement, shear, and base anchorage in both types of earthquakes, the most improvement occurred for the irregular structure on the first floor and the least for the irregular structure in the middle floor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stiffness irregular structures
  • Semi-Active Control
  • Magnetorheological damper
  • Fuzzy controller
  • far &
  • near field earthquake